Investigadores rejuvenecen células humanas envejecidas con tecnología de células madre

Los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford han utilizado la tecnología de células madre para obligar a las células humanas viejas a rejuvenecerse, invirtiendo el impacto que el envejecimiento tiene en las células. El estudio es el primer paso hacia el desarrollo de un enfoque para reiniciar tejidos enteros.

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Expresando factores Yamanaka para revertir el envejecimiento

Los investigadores indujeron células madre musculares de ratones ancianos a expresar un conjunto específico de proteínas que son esenciales para el desarrollo embrionario durante un corto período de tiempo, encontrando que cuando se trasplantaron de nuevo, los ratones ancianos recuperaron su fuerza juvenil.

El panel de proteínas que se animó a expresar a las células madre se llama factores Yamanaka, aquellos que desempeñan un papel vital en la transformación de las células adultas en células madre pluripotentes inducidas (células iPS). Estas células tienen el potencial de diferenciarse en casi cualquiera de los tipos celulares del cuerpo humano, lo que las ha llevado a convertirse en un área importante de estudio tanto en el descubrimiento de fármacos como en la medicina regenerativa.

El equipo de Stanford demostró que al inducir células tomadas de seres humanos mayores para expresar brevemente los factores de Yamanaka, se observó que muchas características de las células envejecidas se revirtieron, lo que resultó en que las células tratadas fueran casi indistinguibles de las más jóvenes.

Revertir el envejecimiento en células humanas

El estudio, publicado esta semana en la revista Nature Communications, describe cómo el enfoque se inspiró en el trabajo que actualmente se realiza en el laboratorio de Medicina de la Escuela de la Universidad de Stanford, donde un equipo de investigadores fabrica células iPS a partir de células humanas adultas exponiéndolas a un panel de proteínas relevantes para el desarrollo embrionario temprano durante un período de dos semanas.

Durante este tiempo, las células adultas se exponen a mensajes de ARN de corta duración que dan instrucciones para fabricar proteínas Yamanaka. A medida que el tiempo avanza, las proteínas tienen el efecto de revertir la línea de tiempo de desarrollo de la célula, forzándola a regresar a su estado como una célula pluripotente de tipo embrionario. El proceso ve que el ADN de la célula se restablece y se elimina de las etiquetas moleculares que se acumulan a medida que la célula envejece.

Los investigadores consideraron si acortar el período de exposición a las proteínas Yamanaka podría inducir una reversión juvenil en la célula adulta sin transformarla en una célula pluripotente. Estudios valiosos habían indicado que este podría ser el resultado, ya que los científicos del Instituto Salk de Estudios Biológicos descubrieron recientemente que la vida útil de un ratón con envejecimiento prematuro podría aumentarse en un 20% al expresar los cuatro factores de Yamanaka.

Para averiguar si las células humanas se comportarían de la misma manera, los investigadores de Stanford diseñaron un experimento en el que utilizaron ARN mensajero para expresar brevemente cuatro factores Yamanaka, así como otras dos proteínas en vasos sanguíneos humanos y células de la piel obtenidas de adultos mayores. La duración de la exposición a estos factores se pudo controlar debido a la rápida degradación del ARN mensajero dentro de las células.

Los patrones de expresión génica de estas células humanas tratadas se analizaron y compararon con la expresión génica de las células de control, que también se obtuvieron de una población de edad avanzada, así como con células no tratadas tomadas de una población más joven.

Los resultados mostraron que las células tratadas mostraron signos de reversión de la edad después de cuatro días de exposición, y se midió que tenían niveles más bajos de los genes que están relacionados con varias vías de envejecimiento en comparación con las células de envejecimiento no tratadas. Las células de edad avanzada tratadas fueron más similares a las células más jóvenes en términos de expresión génica.

Los investigadores analizaron grupos metilo de las células que actúan como un indicador de edad cronológica. Utilizando este método, se reveló que las células tratadas parecían ser un promedio de 1½ a 3½ años más jóvenes que las células de edad avanzada no tratadas. El equipo está entusiasmado de que esto marque un importante paso adelante en el campo de estudio del rejuvenecimiento de tejidos.

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