Ciencia y Tecnología

Los investigadores han logrado rejuvenecer las células dérmicas en 30 años

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Nuestro deseo de rejuvenecimiento es casi omnipresente en nuestra sociedad. Si el aspecto físico “joven” es uno de los objetivos, el otro es el potencial para prevenir el deterioro progresivo de los mecanismos celulares, mediadores de enfermedades como las crónicas y las neurodegenerativas. Además, la población mundial está envejeciendo. Según Naciones Unidas, una de cada seis personas en el mundo superará los 65 (16%) en 2050, frente a una de cada 11 (9%) en 2019. Recientemente, los investigadores han desarrollado una nueva forma de revertir el envejecimiento de las células humanas en 30 años, una revolución en la medicina regenerativa.

El envejecimiento es un proceso continuo y gradual de meteorización natural que comienza temprano en la edad adulta. A principios de la Edad Media, muchas funciones físicas comienzan a declinar gradualmente. Por tanto, desde un punto de vista biológico, el envejecimiento es el producto de la acumulación de daños moleculares y celulares generalizados a lo largo del tiempo. Estos conducen al deterioro progresivo de las capacidades físicas y mentales, a un mayor riesgo de enfermedad y, en última instancia, a la muerte. Estos cambios no son lineales ni regulares y no están estrechamente relacionados con los años. Sin embargo, incluso si es inevitable, puede afectar el envejecimiento.

Es por eso que la medicina regenerativa da una gran esperanza. Este último tiene como objetivo reparar, reemplazar o regenerar genes, células u órganos defectuosos para restaurar la función normal. Por lo tanto, puede revertir los cambios que acompañan al envejecimiento. El tratamiento consiste en trasplantar al paciente en la zona dañada y reparar las células. Cuando se acurrucan (o cerca de) el órgano objetivo, funcionan por sí solos y reconstruyen el tejido sano. Estas células reparadoras son células madre. En pocas palabras, son células no especializadas o indiferenciadas que son capaces de autorrenovarse infinitamente y pueden dar lugar a varias células constitutivas del tejido, según el entorno en el que se encuentren.

La tecnología para adquirir estas células es el proceso de convertir células somáticas en células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Consiste en extraer prácticamente todas las células de un adulto y reprogramarlas genéticamente para que sean pluripotentes. Es decir, puede proliferar y diferenciarse indefinidamente en todos los tipos de células que componen un adulto, como las células madre embrionarias.

Desafortunadamente, estas células iPSC pasan por muchos pasos necesarios para la reprogramación y pierden algunas de las funciones específicas adquiridas con la edad. A menudo se asemejan a células fetales en lugar de células adultas maduras. Recientemente, un equipo de investigadores del Instituto Babelaham en Cambridge ha desarrollado una forma de reprogramar células para hacerlas biológicamente más jóvenes y recuperar sus funciones celulares especiales.El estudio fue publicado en la revista eLife..

Deslizamiento de tiempo al “momento correcto”

Con el objetivo de rejuvenecer manteniendo la especificidad celular, los investigadores confían en el trabajo de Shinya Yamanaka, el primer científico que demostró la capacidad de convertir células normales en células madre en 2007. Este proceso toma alrededor de 50 días utilizando cuatro moléculas principales llamadas “factor Yamanaka”. Por esta tecnología, recibimos el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2012. Además, estudios recientes han demostrado que el epigenoma (todas las alteraciones en las células que alteran la expresión génica sin alterar la secuencia de ADN subyacente) ya está activado por la primera etapa de reprogramación (maduración gradual), se demuestra que se ha transformado. Esto sugiere que no se requiere una reprogramación completa de iPSC para revertir el envejecimiento de las células somáticas.

Por lo tanto, los investigadores utilizaron fibroblastos de piel de donantes de mediana edad para averiguar cuándo detener el proceso de reprogramación. Primero los expusieron al factor Yamanaka y descubrieron que las células se perdieron temporalmente y recuperaron su identidad de fibroblastos solo 13 días después. Esto puede ser debido a la memoria epigenética a nivel de activadores y/oa la expresión sostenida de ciertos genes de fibroblastos. Este nuevo método se denomina “reprogramación temporal en la etapa de madurez”.

¿Preguntas sobre envejecimiento, edad cronológica o biológica?

El Dr. Dirgito Gil, becario postdoctoral en el Wolf-Like Lab del Instituto, que estudió como estudiante de doctorado, explicó en un comunicado: Nuestra comprensión del envejecimiento a nivel molecular ha avanzado durante la última década y ha creado tecnologías que permiten a los investigadores medir los cambios biológicos relacionados con la edad en las células humanas. Pude aplicar esto a mi experimento para determinar el alcance de la reprogramación del nuevo método. “.

Dr. Dirgito Gil durante el experimento. © Instituto Babraham

De hecho, observaron lo que se llama un reloj epigenético, por otro lado, para ver si el proceso de reproducción fue exitoso. Mientras tanto, el transcriptoma. Este último corresponde a todas las moléculas de ARN mensajero en la célula, réplicas de genes que están activos en la célula. Como parte de eso, el reloj epigenético es un modelo matemático que predice la edad midiendo los niveles de metilación del ADN en varios sitios del genoma.

Es importante saber que la metilación del ADN es el proceso mediante el cual se agrega un grupo metilo a una molécula de ADN y que la función del gen se puede alterar sin alterar la secuencia de ADN subyacente. Esta metilación del ADN es esencial para el crecimiento y desarrollo de células sanas y está influenciada por el estilo de vida y los factores ambientales. Por lo tanto, al usar un reloj epigenético para comparar la “edad de metilación del ADN” (o edad biológica) de diferentes tejidos con la edad cronológica, se puede estimar la edad biológica del tejido, tipo de célula u órgano. Usando estas dos medidas, la celda reprogramada coincidió con el perfil de la celda 30 años más joven que el conjunto de datos de referencia.

Impacto en la medicina regenerativa

Luego, el análisis mostró que las células descubrieron marcadores característicos de las células de la piel, especialmente al observar la producción de colágeno en las células reprogramadas. Los fibroblastos producen colágeno. Esta molécula se encuentra en huesos, piel, tendones y ligamentos y ayuda a estructurar tejidos y curar heridas. Los investigadores observaron que los fibroblastos rejuvenecidos producen más colágeno que las células de control (que no se han sometido al proceso de reprogramación).

A la izquierda hay fibroblastos de personas de 20 a 22 años. En el medio están los fibroblastos envejecidos que no han sido reprogramados. A la derecha está la celda reprogramada. El colágeno se muestra en rojo. © Giltal. , 2022

además, En Vivo, Los fibroblastos se mueven a las áreas que necesitan reparación. Luego, los investigadores probaron esta capacidad en células parcialmente rejuvenecidas. Para ello, incidieron una capa de células como un corte en la piel. Descubrieron que los fibroblastos tratados viajaban por el espacio más rápido que las células más viejas. Los investigadores señalan que esta es una señal prometedora del potencial futuro para crear células que puedan curar mejor las heridas.

Finalmente, el análisis del transcriptoma anterior destacó signos de rejuvenecimiento a nivel de dos genes específicos involucrados en enfermedades y síntomas relacionados con la edad: el gen APBA2 asociado con la enfermedad de Alzheimer y las cataratas. El profesor Wolf-Like, que dirige la investigación, dijo: Esta obra tiene un significado muy interesante.En última instancia, puede ser posible identificar genes que rejuvenezcan sin reprogramar, especialmente si se dirigen a genes que reducen los efectos del envejecimiento. “.

De hecho, incluso si el mecanismo detrás de la reprogramación transitoria aún no se comprende por completo, los científicos han descubierto que regiones importantes del genoma involucradas en la formación de identidades celulares escapan al proceso de reprogramación. Gil concluye: Nuestros resultados representan un gran paso adelante en la comprensión de la reprogramación celular. Hemos demostrado que las células se pueden rejuvenecer sin perder su función y que el rejuvenecimiento intenta restaurar ciertas funciones de las células más viejas. El hecho de que también se observara una reversión del índice de envejecimiento de los genes relacionados con enfermedades es particularmente prometedor para el futuro de este estudio. “.

Fuente: eLife

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