Los científicos han utilizado la tecnología de células madre para restaurar las células humanas viejas a un estado más joven y vigoroso.
Las células humanas viejas vuelven a un estado más joven y vigoroso a través de la tecnología de células madre, después de ser inducidas a expresar brevemente un panel de proteínas involucradas en el desarrollo embrionario.
Los investigadores, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford, también encontraron que los ratones ancianos recuperaron la fuerza juvenil después de que sus células madre musculares existentes se sometieran al tratamiento de proteínas rejuvenecedoras y se trasplantaran de nuevo a sus cuerpos.
Las proteínas, conocidas como «factores Yamanaka», se usan comúnmente para transformar una célula adulta en lo que se conoce como células madre pluripotentes inducidas, o células iPS.
El estudio fue publicado en la revista Nature Communications.
Células humanas rejuvenecedoras
El estudio encontró que inducir a células humanas viejas en un plato de laboratorio para expresar brevemente estas proteínas rebobina muchas de las características moleculares del envejecimiento y hace que las células tratadas sean casi indistinguibles de sus contrapartes más jóvenes.
El autor principal del estudio, Vittorio Sebastiano, PhD, profesor asistente de obstetricia y ginecología y Académico de la Facultad de Medicina Traslacional Pediátrica de la Familia Woods, dijo: «Cuando las células iPS se fabrican a partir de células adultas, se vuelven jóvenes y pluripotentes. Nos hemos preguntado durante algún tiempo si sería posible simplemente rebobinar el reloj envejecido sin inducir pluripotencia. Ahora hemos descubierto que, al controlar estrictamente la duración de la exposición a estos factores proteicos, podemos promover el rejuvenecimiento en múltiples tipos de células humanas.El coautor Thomas Rando, profesor de neurología y ciencias neurológicas y director del Centro Glenn de Stanford para la Biología del Envejecimiento, dijo: «Estamos muy entusiasmados con estos hallazgos. Mis colegas y yo hemos estado persiguiendo el rejuvenecimiento de los tejidos desde que nuestros estudios a principios de la década de 2000 revelaron que los factores sistémicos pueden hacer que los tejidos viejos sean más jóvenes.»
El papel de las proteínas en el rejuvenecimiento
Los investigadores del laboratorio de Sebastiano fabrican células iPS a partir de células adultas, como las que componen la piel, exponiéndolas repetidamente durante un período de aproximadamente dos semanas a un panel de proteínas importantes para el desarrollo embrionario temprano al introducir mensajes diarios de ARN de corta duración en las células adultas. Los mensajes de ARN codifican las instrucciones para hacer las proteínas Yamanaka. Con el tiempo, estas proteínas rebobinan la grasa de las células y las empujan hacia atrás a lo largo de la línea de tiempo de desarrollo hasta que se asemejan a las células pluripotentes jóvenes, de tipo embrionario, de las que se originaron.
Durante este proceso, las células no solo pierden recuerdos de sus identidades anteriores, sino que vuelven a un estado más joven. Logran esta transformación limpiando su ADN de las etiquetas moleculares que no solo diferencian, por ejemplo, una célula de la piel de una célula del músculo cardíaco, sino de otras etiquetas que se acumulan a medida que una célula envejece.
Los investigadores compararon los patrones de expresión génica de las células tratadas y las células de control, ambas obtenidas de adultos mayores, con las de células no tratadas de personas más jóvenes, y encontraron que las células de personas mayores exhibieron signos de reversión del envejecimiento después de solo cuatro días de exposición a los factores de reprogramación. Mientras que las células de edad avanzada no tratadas expresaron niveles más altos de genes asociados con vías conocidas de envejecimiento, las células de edad avanzada tratadas se asemejaron más a las células más jóvenes en sus patrones de expresión génica.
Cuando los investigadores estudiaron los patrones de etiquetas químicas asociadas al envejecimiento llamadas grupos metilo, que sirven como un indicador de la edad cronológica de una célula, encontraron que las células tratadas parecían ser aproximadamente de 1,5 a 3,5 años más jóvenes en promedio que las células no tratadas de personas mayores, con picos de 3,5 años (en células de la piel) y 7,5 años (en células que recubren los vasos sanguíneos).
Los investigadores también aislaron células del cartílago de personas con y sin osteoartritis y encontraron que la exposición temporal de las células osteoartríticas a los factores de reprogramación redujo la secreción de moléculas inflamatorias y mejoró la capacidad de las células para dividirse y funcionar.
Los investigadores están optimizando el panel de reprogramación de proteínas necesarias para rejuvenecer las células humanas y están explorando la posibilidad de tratar células o tejidos sin eliminarlos del cuerpo.
