Células madre embrionarias humanas. A. Colonias de células aún no diferenciadas. B. Células nerviosas. Fuente: Wikimedia Commons.
Un equipo de investigadores del Buck Institute for Research on Aging y del Georgia Institute of Technology de Estados Unidos ha conseguido revertir el proceso de envejecimiento de las células madre adultas del ser humano.
Este avance podría suponer la aparición de nuevos tratamientos de medicina regenerativa, destinados a sanar dolencias propias del envejecimiento.
Importancia de las células madre
La capacidad regeneradora de los tejidos y de los órganos del cuerpo disminuye con la edad. Actualmente, se cree que el grado de envejecimiento de los organismos depende del envejecimiento de los tejidos y de las células madre adultas que los componen.
Partiendo de esta idea, la comprensión de los procesos y de las moléculas que posibilitan que las células madre adultas humanas se autorregeneren, se dividan, proliferen y se diferencien para reparar tejidos dañados podría ser la clave para la cura de muchas de las enfermedades relacionadas con el envejecimiento.
Las células madre adultas son importantes porque ayudan a mantener los tejidos sanos, reemplazando las células que han envejecido o que han sido dañadas. Asimismo, las células madre son pluripotentes, lo que significa que una célula madre adulta puede crecer y sustituir numerosas células del organismo de tejidos y órganos diversos.
Sin embargo, al igual que otras células del organismo, las células madre adultas también se ven afectadas por el envejecimiento. Cuando esto ocurre, el cuerpo no puede reemplazar los tejidos dañados tan bien como antes, lo que ocasiona una serie de enfermedades y de condiciones físicas.
Encontrar la manera de mantener estas células madre adultas jóvenes, posiblemente permita usarlas para reparar tejidos dañados del corazón tras un infarto, para sanar heridas, para corregir síndromes metabólicos, producir insulina para enfermos de diabetes, para curar la artritis y la osteoporosis, e incluso para regenerar huesos.
Diferencias en el envejecimiento celular
Según se explica en un comunicado del Intituto GeorgiaTech, en su investigación, los científicos estudiaron el mecanismo del reloj biológico celular que subyace a la limitación de la división de las células madre adultas del ser humano, a medida que éstas envejecen.
Este avance podría suponer la aparición de nuevos tratamientos de medicina regenerativa, destinados a sanar dolencias propias del envejecimiento.
Importancia de las células madre
La capacidad regeneradora de los tejidos y de los órganos del cuerpo disminuye con la edad. Actualmente, se cree que el grado de envejecimiento de los organismos depende del envejecimiento de los tejidos y de las células madre adultas que los componen.
Partiendo de esta idea, la comprensión de los procesos y de las moléculas que posibilitan que las células madre adultas humanas se autorregeneren, se dividan, proliferen y se diferencien para reparar tejidos dañados podría ser la clave para la cura de muchas de las enfermedades relacionadas con el envejecimiento.
Las células madre adultas son importantes porque ayudan a mantener los tejidos sanos, reemplazando las células que han envejecido o que han sido dañadas. Asimismo, las células madre son pluripotentes, lo que significa que una célula madre adulta puede crecer y sustituir numerosas células del organismo de tejidos y órganos diversos.
Sin embargo, al igual que otras células del organismo, las células madre adultas también se ven afectadas por el envejecimiento. Cuando esto ocurre, el cuerpo no puede reemplazar los tejidos dañados tan bien como antes, lo que ocasiona una serie de enfermedades y de condiciones físicas.
Encontrar la manera de mantener estas células madre adultas jóvenes, posiblemente permita usarlas para reparar tejidos dañados del corazón tras un infarto, para sanar heridas, para corregir síndromes metabólicos, producir insulina para enfermos de diabetes, para curar la artritis y la osteoporosis, e incluso para regenerar huesos.
Diferencias en el envejecimiento celular
Según se explica en un comunicado del Intituto GeorgiaTech, en su investigación, los científicos estudiaron el mecanismo del reloj biológico celular que subyace a la limitación de la división de las células madre adultas del ser humano, a medida que éstas envejecen.
Victoria Lunyak. Fuente: Buck Institute for Age.
Para empezar, los investigadores partieron de la hipótesis de que el daño en el ADN del genoma o información genética de las células madre adultas tendría una apariencia muy diferente a la del daño por envejecimiento de las células corrientes.
Se sabe que los extremos de los cromosomas o telómeros de las células comunes experimentan un acortamiento cuando éstas envejecen. En cambio, las células madre adultas mantienen sus telómeros a pesar de envejecer. Por tanto, en el proceso de envejecimiento de las células madre entran en juego diferentes mecanismos que en el caso de las otras células. Pero, ¿cuáles?
El análisis de los cambios por envejecimiento en el genoma de células madre en cultivo reveló que "los daños en el genoma de estas células se debía a los retrotransposones”, explica King Jordan, uno de los autores del estudio. Los retrotransposones son elementos genéticos omnipresentes en el ADN de todos los organismos eucariotas.
Esta constatación pudo hacerse gracias a la aplicación de de técnicas experimentales y métodos computacionales y a la comparación de células madre adultas de individuos jóvenes, recién aisladas y capaces aún de autorrenovarse, con células madre de los mismos individuos que ya habían pasado un tiempo en cultivo y cuya capacidad regenerativa estaba, por tanto, agotada.
Inversión del proceso
Hasta ahora, se pensaba que los retrotransposones eran no funcionales y, por tanto, estaban considerados como “ADN de desecho”. Sin embargo, “las evidencias recopiladas indican que juegan un importante papel en la regulación del genoma”, añade Jordan.
Los científicos descubrieron que, mientras que las células madre adultas sanas eran capaces de suprimir la actividad transcipcional de estos elementos genómicos y ocuparse del daño en el ADN, las células madre adultas envejecidas no fueron capaces de eliminar esta transcripción.
Por el contrario, “suprimiendo la acumulación de copias tóxicas de los retrotransposones, fuimos capaces de revertir el proceso de envejecimiento de células madre adultas en cultivo”, afirma Victoria Lunyak, otra de las autoras de la investigación.
Esto supuso volver a darle cuerda al reloj celular con lo que “no sólo pudimos rejuvenecer a células madre humanas envejecidas sino que, para nuestra sorpresa, también fuimos capaces de devolverlas a un estadio de desarrollo temprano, regulando sus “factores de pluripotencia”, que las proteínas clave en la autorrenovación de las células madre embrionarias no diferenciadas”, añade la investigadora.
Los científicos planean ahora futuros análisis para validar la utilidad de estas células madre rejuvenecidas para aplicaciones clínicas de regeneración de tejidos. Los resultados obtenidos en este estudio han aparecido detallados en la revista Cell Cycle.
Se sabe que los extremos de los cromosomas o telómeros de las células comunes experimentan un acortamiento cuando éstas envejecen. En cambio, las células madre adultas mantienen sus telómeros a pesar de envejecer. Por tanto, en el proceso de envejecimiento de las células madre entran en juego diferentes mecanismos que en el caso de las otras células. Pero, ¿cuáles?
El análisis de los cambios por envejecimiento en el genoma de células madre en cultivo reveló que "los daños en el genoma de estas células se debía a los retrotransposones”, explica King Jordan, uno de los autores del estudio. Los retrotransposones son elementos genéticos omnipresentes en el ADN de todos los organismos eucariotas.
Esta constatación pudo hacerse gracias a la aplicación de de técnicas experimentales y métodos computacionales y a la comparación de células madre adultas de individuos jóvenes, recién aisladas y capaces aún de autorrenovarse, con células madre de los mismos individuos que ya habían pasado un tiempo en cultivo y cuya capacidad regenerativa estaba, por tanto, agotada.
Inversión del proceso
Hasta ahora, se pensaba que los retrotransposones eran no funcionales y, por tanto, estaban considerados como “ADN de desecho”. Sin embargo, “las evidencias recopiladas indican que juegan un importante papel en la regulación del genoma”, añade Jordan.
Los científicos descubrieron que, mientras que las células madre adultas sanas eran capaces de suprimir la actividad transcipcional de estos elementos genómicos y ocuparse del daño en el ADN, las células madre adultas envejecidas no fueron capaces de eliminar esta transcripción.
Por el contrario, “suprimiendo la acumulación de copias tóxicas de los retrotransposones, fuimos capaces de revertir el proceso de envejecimiento de células madre adultas en cultivo”, afirma Victoria Lunyak, otra de las autoras de la investigación.
Esto supuso volver a darle cuerda al reloj celular con lo que “no sólo pudimos rejuvenecer a células madre humanas envejecidas sino que, para nuestra sorpresa, también fuimos capaces de devolverlas a un estadio de desarrollo temprano, regulando sus “factores de pluripotencia”, que las proteínas clave en la autorrenovación de las células madre embrionarias no diferenciadas”, añade la investigadora.
Los científicos planean ahora futuros análisis para validar la utilidad de estas células madre rejuvenecidas para aplicaciones clínicas de regeneración de tejidos. Los resultados obtenidos en este estudio han aparecido detallados en la revista Cell Cycle.