Los investigadores encuentran una manera de retrasar el envejecimiento de las células madre

Los investigadores encuentran una manera de retrasar el envejecimiento de las células madre

Los científicos de Salk dicen que sus hallazgos pueden conducir a estrategias para tratar enfermedades relacionadas con la edad y mejorar la medicina regenerativa.

LA JOLLA, CA—Las células madre son componentes esenciales para todos los organismos, desde las plantas hasta los humanos. Pueden dividirse y renovarse a lo largo de la vida, diferenciándose en los tejidos especializados necesarios durante el desarrollo, así como en las células necesarias para reparar el tejido adulto.

Por lo tanto, pueden considerarse inmortales, ya que se recrean y regeneran tejidos a lo largo de la vida de una persona, pero eso no significa que no envejezcan. Lo hacen, perdiendo gradualmente su capacidad para mantener eficazmente los tejidos y órganos.

Ahora, los investigadores del Instituto Salk de Estudios Biológicos han descubierto una serie de eventos biológicos que implican el entorno de las células madre, conocido como su "nicho", como el culpable de la pérdida de células madre debido al envejecimiento. Sus hallazgos, publicados el 23 de mayo en Naturaleza, tienen implicaciones para el tratamiento de enfermedades relacionadas con la edad y para la eficacia de la medicina regenerativa.

Estas imágenes de microscopio fluorescente de testículos de moscas de la fruta jóvenes (izquierda) y viejas (derecha) muestran el efecto del envejecimiento en el nicho de células madre (centro superior). Las células centrales (rojas) que funcionan como parte del nicho de apoyo de las células madre expresan más de un microARN conocido como deja-7 (verde) en moscas envejecidas, lo que cambia las propiedades de señalización de las células centrales, lo que lleva a que haya menos células madre alrededor del centro que estén disponibles para el mantenimiento del tejido.

Imagen: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

“Los hallazgos sugieren, por ejemplo, que colocar células madre nuevas o jóvenes en un entorno antiguo (el de un paciente anciano) podría no conducir al mejor resultado en la regeneración de tejidos”, dice el investigador principal del estudio, leanne jones, profesor asociado en Salk's Laboratorio de Genética.

Las células madre residen dentro de un microambiente de otras células, el nicho, que se sabe que desempeña un papel en la función de las células madre. Por ejemplo, después de que se lesiona un tejido, el nicho envía señales a las células madre para que formen nuevo tejido. Se cree que las células madre y su nicho se envían señales entre sí para ayudar a mantener su potencia durante toda la vida.

Pero si bien la pérdida de la función de los tejidos y órganos durante el envejecimiento se ha atribuido a la disminución de la función de las células madre, no ha quedado claro cómo se produce esta disminución. El laboratorio de Jones ha estado investigando varios escenarios posibles, como si la pérdida de la función del tejido se debe a una disminución en la cantidad de células madre, a la incapacidad de las células madre para responder a las señales de su nicho o a una señalización reducida. del nicho.

Para explorar el envejecimiento de las células madre, Jones utiliza células que se encuentran en los testículos de la mosca de la fruta macho, Drosophila melanogaster, que son notablemente similares a los que se encuentran en los humanos.

Los investigadores muestran cómo las señales del nicho que actúan para mantener la vitalidad de las células madre de las moscas se pierden con el tiempo, lo que lleva a una disminución en la cantidad de células madre disponibles para mantener el tejido. También muestran que restaurar esas señales revitaliza las células.

"El comportamiento de las células madre es similar entre las moscas y los humanos, por lo que nuestros hallazgos tienen implicaciones importantes para los avances en el uso de células madre tisulares para tratar el deterioro o la regeneración del tejido relacionado con la edad después de una lesión", dice uno de los primeros autores del artículo, Hila Toledano, un ex investigador de Salk que ahora está en la Universidad de Haifa en Israel.

Los investigadores de Salk descubrieron que a medida que envejece el nicho de células madre, las células producen un microARN (una molécula que juega un papel negativo en la producción de proteínas a partir del ARN) conocido como deja-7. Se sabe que este microARN existe en varias especies, incluidos los humanos, y ayuda a cronometrar los eventos que ocurren durante el desarrollo.

Este aumento en deja-7 conduce a un efecto dominó que enciende un interruptor sobre el envejecimiento al influir en una proteína conocida como Imp, cuya función es proteger otra molécula, Upd, que se secreta en un área clave del nicho.

En definitiva, Upd promueve la señalización que mantiene a las células madre activas y en contacto con el nicho para que puedan autorrenovarse. Y a medida que avanza el envejecimiento, aumenta la expresión de deja-7 en última instancia, conduce a niveles más bajos de Upd, lo que reduce la cantidad de células madre activas en el nicho. ¿Qué conduce a la acumulación de deja-7 en el nicho de las moscas envejecidas sigue siendo una pregunta abierta.

Los investigadores también demostraron que podían revertir esta pérdida de células madre relacionada con la edad al aumentar la expresión de Imp. “Apagamos el interruptor de envejecimiento”, dice Jones.

Este antídoto contra el envejecimiento se puede lograr de varias maneras, como por ejemplo, previniendo deja-7 de ser elevado, bloquear la destrucción de Upd o aumentar la expresión de Imp. “Esta investigación abre nuevas vías para el desarrollo de fármacos destinados a estimular las propias células madre del paciente para superar las consecuencias del envejecimiento”, afirma Toledano.

Jones dice que el estudio descubrió un mecanismo por el cual un nicho puede perder su función de apoyo y demuestra que esto se puede revertir. “En los pacientes, esto podría incluir el co-trasplante de componentes del propio nicho, o el rejuvenecimiento del nicho usando terapia con medicamentos para apoyar las células madre trasplantadas”, dice Jones.

Los coautores incluyen a Cecilia D'Alterio, del Laboratorio de Genética de Salk, Benjamin Czech, del Instituto Médico Howard Hughes y del Laboratorio Cold Spring Harbor, y Erel Levine, de la Universidad de Harvard.

El estudio fue financiado por Fundación benéfica G. Harold y Leila Y. Mathers, Fundación Médica Ellison, Fundación Esmeralda, Federación Estadounidense para la Investigación del Envejecimiento y Los Institutos Nacionales de Salud.

Sobre el Instituto Salk de Estudios Biológicos:
El Instituto Salk de Estudios Biológicos es una de las instituciones de investigación básica más importantes del mundo, donde profesores de renombre internacional investigan cuestiones fundamentales de las ciencias de la vida en un entorno único, colaborativo y creativo. Centrados tanto en el descubrimiento como en la orientación de futuras generaciones de investigadores, los científicos de Salk realizan contribuciones innovadoras a nuestra comprensión del cáncer, el envejecimiento, el Alzheimer, la diabetes y las enfermedades infecciosas mediante el estudio de la neurociencia, la genética, la biología celular y vegetal y disciplinas relacionadas.

Los logros de la facultad han sido reconocidos con numerosos honores, incluidos premios Nobel y membresías en la Academia Nacional de Ciencias. Fundado en 1960 por el pionero de la vacuna contra la polio Jonas Salk, MD, el Instituto es una organización independiente sin fines de lucro y un hito arquitectónico.