Reprograman células para eliminar los signos del envejecimiento

Un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford ha publicado un estudio en el que se demuestra que es posible reprogramar células humanas a un estado anterior, como si de un viaje en el tiempo se tratase. Este hallazgo no solo permitiría eliminar los signos acumulados del envejecimiento. Según sus autores autores, esta nueva técnica podría ser útil para el tratamiento de algunas enfermedades relacionadas con el envejecimiento, como la artritis o la atrofia muscular.

"Errores genéticos" como causa del envejecimiento

La comunidad científica cree que una de las principales causas del envejecimiento está relacionada con los errores que se acumulan en el epigenoma, una serie de compuestos químicos que ‘marcan’ en genoma para indicarle cómo tiene que actuar. Las distintas células de nuestro organismo cuentan con diferentes marcas genéticas que pueden ser transmitidas de una célula a otra a través de la división celular.

Un equipo de investigadores liderado por Tapash Jay Sakr, el doctor Thomas A. Rando y el profesor Vittorio Sebastiano aseguran haber diseñado un método para revertir esos errores y rejuvenecer las células, restaurando el vigor y eliminando los signos del paso de los años.

En su aproximación, publicada en la revista Nature Communications, el equipo de Stanford ha perfeccionado una técnica que utiliza unos agentes denominados ‘factores de Yamanaka’, en alusión a Shinya Yamanaka el investigador de células madre de la Universidad de Kioto que en 2012 recibió el Premio Nobel de Química y Fisiología por su descubrimiento sobre la posibilidad de reprogramar el epigenoma a su estado embrionario.

Las células embrionarias, derivadas del óvulo fertilizado, pueden convertirse en cualquiera de los tipos de células especializadas del cuerpo, ya sean células de la piel, del hígado o de los ojos. Su destino está determinado por esas marcas específicas que les determina el epigenoma.

Regreso al estadio embrionario

En cada tipo de célula, estas marcas hacen accesibles solo los genes que el tipo de célula necesita, mientras bloquean todos los demás genes en el ADN, de modo que el patrón de cada marca acaba estableciendo la identidad de cada célula. Por ejemplo las marcas de las células de los ojos determinan la activación de los genes específicos para este tipo de células, y lo mismo sucede para las células de cualquier otra parte del cuerpo.

A medida que la célula envejece, acumula errores en esa especie de sistema de marcado, lo que acaba traduciéndose en una menor eficiencia a la hora de activar o desactivar sus genes.

En 2006, el doctor Yamanaka identificó cuatro factores de transcripción de los genes que podrían revertir el envejecimiento de la célula. Una célula debidamente tratada con estos factores elimina determinadas marcas en el epigenoma, por lo que la célula pierde su identidad y vuelve al estado embrionario.

El proceso también borra todas esas marcas erróneas producidas en el momento del envejecimiento, lo que podría decirse que devuelve a la célula la ‘juventud perdida’. Sin embargo, los factores de Yamanaka no son inocuos, como se demostró en un experimento en ratones: las células de los sujetos de estudio perdieron también sus funciones, y muchas de ellas se volvieron cancerosas.

Tratamiento de enfermedades relacionadas con la edad

Por este motivo, en 2016, el científico español Juan Carlos Izpisua Belmonte, del Instituto Salk de Estudios Biológicos en San Diego, descubrió que los dos efectos de los factores de Yamanaka, que borran la identidad celular y revierten el envejecimiento, podrían separarse. Simplemente era necesario aplicar una dosis más baja, lo que aseguraría el rejuvenecimiento de las células sin riesgo a perder su función.

La investigación de los científicos de Stanford describió una forma factible de administrar los factores de Yamanaka a las células tomadas de los pacientes: dosificando las células mantenidas en cultivos con pequeñas cantidades de los factores.

Al dosificar el cultivo celular durante un tiempo lo suficientemente corto las células conservaron su identidad pero volvieron a un estado juvenil, eliminando los efectos secundarios de la técnica de Yamanaka.

El equipo de Stanford perfeccionó todavía más esta técnica. Primero extrajo células de cartílago envejecidas de pacientes con osteoartritis y descubrió que después de una dosis baja de factores de Yamanaka, las células ya no desataban la inflamación característica de esta enfermedad. El equipo también descubrió que las células madre de los músculos deterioradas por la atrofia muscular degenerativa podrían restaurarse a un estado anterior, recuperando así su plena capacidad . Los buenos resultados de la investigación ha impulsado a los miembros del equipo de investigación de Stanford a crear un proyecto de investigación dedicado a desarrollar terapias innovadoras para el tratamiento de enfermedades relacionadas con la edad.

Fuente: National Geographic