SALUD. Reprogramar células de pieles viejas para recuperar la función juvenil

células madre, terapia de genes, antienvejecimiento, medicina regenerativa

 

Los científicos han descubierto una nueva forma de rejuvenecer las células de la piel envejecidas mientras conservan algunas de sus funciones especializadas. Depositphotos

Los hallazgos podrían conducir a un enfoque específico para tratar el envejecimiento.

Una investigación del Instituto Babraham ha desarrollado un método para "dar un salto en el tiempo" a las células de la piel humana en 30 años, haciendo retroceder el reloj del envejecimiento de las células sin perder su función especializada. El trabajo de los investigadores del programa de investigación de Epigenética del Instituto ha sido capaz de restaurar en parte la función de las células más viejas, así como rejuvenecer las medidas moleculares de la edad biológica. 

La investigación se ha publicado el 7 de abril de 2022 en la revista eLife  y, aunque se encuentra en una etapa inicial de exploración, podría revolucionar la medicina regenerativa.

¿Qué es la medicina regenerativa?

A medida que envejecemos, la capacidad de nuestras células para funcionar disminuye y el genoma acumula marcas de envejecimiento. La biología regenerativa tiene como objetivo reparar o reemplazar células, incluidas las viejas. Una de las herramientas más importantes de la biología regenerativa es nuestra capacidad para crear células madre 'inducidas'El proceso es el resultado de varios pasos, cada uno de los cuales borra algunas de las marcas que hacen que las células se especialicen. En teoría, estas células madre tienen el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula, pero los científicos aún no pueden recrear de manera confiable las condiciones para volver a diferenciar las células madre en todos los tipos de células.

Volviendo atrás en el tiempo

El nuevo método, basado en la técnica ganadora del Premio Nobel que utilizan los científicos para producir células madre, supera el problema de borrar por completo la identidad celular al detener la reprogramación en parte del proceso. Esto permitió a los investigadores encontrar el equilibrio preciso entre la reprogramación de las células, haciéndolas biológicamente más jóvenes, sin dejar de ser capaces de recuperar su función celular especializada.

En 2007, Shinya Yamanaka fue el primer científico en convertir células normales, que tienen una función específica, en células madre que tienen la capacidad especial de convertirse en cualquier tipo de célula. El proceso completo de reprogramación de células madre toma alrededor de 50 días utilizando cuatro moléculas clave llamadas factores de Yamanaka. El nuevo método, llamado "reprogramación transitoria de la fase de maduración", expone las células a los factores de Yamanaka durante solo 13 días. En este punto, se eliminan los cambios relacionados con la edad y las células pierden temporalmente su identidad. A las células parcialmente reprogramadas se les dio tiempo para crecer en condiciones normales, para observar si volvía su función específica de células de la piel. El análisis del genoma mostró que las células habían recuperado marcadores característicos de las células de la piel (fibroblastos), y esto se confirmó al observar la producción de colágeno en las células reprogramadas.

Migración de células de fibroblastos como parte de un ensayo de cicatrización de heridas. Fuente: Fátima Santos, análisis de Hanneke Okkenhaug

La edad no es solo un número

Para mostrar que las células se habían rejuvenecido, los investigadores buscaron cambios en las características del envejecimiento. Nuestra comprensión del envejecimiento a nivel molecular ha progresado durante la última década, dando lugar a técnicas que permiten a los investigadores medir los cambios biológicos relacionados con la edad en las células humanas. La experiencia científica acumulada ha permitido determinar el alcance de la reprogramación que se ha logrado con este nuevo método.

Las aplicaciones potenciales de esta técnica dependen de que las células no solo parezcan más jóvenes, sino que también funcionen como células jóvenes. Los fibroblastos producen colágeno, una molécula que se encuentra en los huesos, la piel, los tendones y los ligamentos, lo que ayuda a estructurar los tejidos y curar las heridas. Los fibroblastos rejuvenecidos produjeron más proteínas de colágeno en comparación con las células de control que no se sometieron al proceso de reprogramación. Los fibroblastos también se mueven hacia áreas que necesitan reparación. Los investigadores probaron las células parcialmente rejuvenecidas creando un corte artificial en una capa de células en un plato. Descubrieron que sus fibroblastos tratados se movieron hacia la brecha más rápido que las células más viejas. Esta es una señal prometedora de que algún día esta investigación podría usarse para crear células que sean mejores para curar heridas.

En el futuro, esta investigación también puede abrir otras posibilidades terapéuticaslos investigadores observaron que su método también tuvo un efecto sobre otros genes relacionados con enfermedades y síntomas relacionados con la edad. El  gen APBA2  , asociado con la enfermedad de Alzheimer , y el  gen MAF  con un papel en el desarrollo de cataratas, ambos mostraron cambios hacia niveles juveniles de transcripción.

El mecanismo detrás de la reprogramación transitoria exitosa aún no se comprende completamente y es la siguiente pieza del rompecabezas para explorar. Los investigadores especulan que áreas clave del genoma involucradas en dar forma a la identidad celular podrían escapar al proceso de reprogramación.  

Fuente: “Multi-omic rejuvenation of human cells by maturation phase transient reprogramming” 7 April 2022, eLife. DOI: 10.7554/eLife.71624 

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