Investigadores de la Universitat Pompeu Fabra (UPF), ICREA, CIBERNED, CNIC y Altos Labs, entre otros colaboradores nacionales e internacionales, han caracterizado cómo las células dañadas (células senescentes) que inevitablemente surgen tras una lesión impactan negativamente en la regeneración tisular, y cómo actúa este mecanismo activamente en la vejez, pero sorprendentemente también en la juventud. Esta acción negativa se puede superar genética y farmacológicamente, restaurando así las funciones regenerativas de las células madre.
La regeneración de tejidos depende de una población de células madre y sus células vecinas, un proceso cuya eficacia disminuye con el envejecimiento. Las razones de esta disminución siguen siendo en gran parte desconocidas.
la Dra. Pura Muñoz-Cánoves, profesora ICREA del Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida (MELIS) de la UPF de Barcelona, del CNIC de Madrid y de CIBERNED, y ahora en Altos Labs San Diego Institute of Science, y el Dr. Eusebio Perdiguero (también de MELIS y ahora en Altos Labs), han encontrado en experimentos con ratones que las células senescentes son nuevos componentes reguladores del nicho de regeneración del tejido muscular que dificultan la regeneración muscular en todas las etapas de la vida.
La senescencia celular es un estado de detención irreversible del ciclo celular que a menudo surge después del daño tisular y en enfermedades relacionadas con la edad. Las células no mueren sino que permanecen en un estado de hibernación. Junto con la apoptosis (una forma de muerte celular programada), la senescencia es uno de los mecanismos que utiliza el organismo para controlar la proliferación no deseada que muestran los tumores. Por tanto, el estudio de estas células es de gran relevancia biomédica. Además, las células senescentes afectan los procesos de reparación de tejidos, y se han documentado efectos beneficiosos como supresores de tumores durante el desarrollo embrionario y en la reparación o reprogramación del hígado y la piel.
A pesar de estas razones, pocos estudios han intentado perfilarlos y caracterizarlos in vivo. Esto se atribuye en gran medida a la rareza y escasez de estas células, incluso en tejidos envejecidos.
En un estudio publicado hoy en Nature, el equipo de investigadores generó el primer atlas transcriptómico de células senescentes de músculo esquelético dañado de ratones de distintas edades (transcriptómico se refiere a todo lo relacionado con el ARN o las estructuras que transcriben la información codificada originalmente dentro de un núcleo celular ). Los investigadores encontraron que las células senescentes son muy heterogéneas, pero muestran rasgos comunes, incluida la secreción de factores proinflamatorios y profibróticos (que promueven un exceso de tejido conectivo fibroso). Esta secreción, a su vez, afecta a las células madre cercanas y dificulta su capacidad regenerativa, lo que perjudica la regeneración muscular. Entonces, parece que lo que una vez fue una buena herramienta de protección ahora se convierte en una mala.
Los resultados mostraron que la reducción de la carga de células senescentes (ya sea mediante tratamientos genéticos o farmacológicos que inducen la muerte de estas células) mejoró la regeneración de los músculos envejecidos e, inesperadamente, también de los músculos jóvenes. Estos beneficios en el tejido joven se deben a la reducción de la inflamación en el entorno cercano a las células madre, lo que fomenta las funciones de las células madre.
« Esto es consistente con la noción de que las células senescentes, incluso en tejidos jóvenes, crean un microambiente hiperinflamado que refleja la inflamación asociada con el envejecimiento (inflammaging) », dice Pura Muñoz-Cánoves. Así, las células senescentes provocan el envejecimiento anticipado del nicho de células madre incluso en ratones jóvenes; por lo tanto, al reducir la carga senescente, se atenúa la inflamación del nicho de células madre y se mejora la reparación muscular.
« Además de los beneficios biomédicos de dirigirse a las células senescentes, la nueva información molecular proporcionada por el atlas de células senescentes del músculo probablemente podría transferirse para comprender la función de la senescencia en otros tejidos cuyas células senescentes no se han perfilado en absoluto o carecen de suficientes células senescentes. número de células », dice el Dr. Eusebio Perdiguero.
El trabajo creciente de muchos grupos demuestra que los efectos de las células senescentes son diversos (beneficiosos o perjudiciales) y dependen del entorno y el tipo de tejido, la duración de la lesión, el grado de persistencia de las células senescentes y la edad del organismo. Por ello, “el papel de las células senescentes debe estudiarse en distintos contextos, en estados normales, de envejecimiento y de enfermedad”, indica la Dra. Muñoz-Cánoves. En esta línea, añade que “en conjunto, la información mostrada en este trabajo será fundamental para avanzar en el conocimiento de las células senescentes y encontrar nuevos tratamientos para atacarlas en el contexto de la medicina regenerativa y el envejecimiento”.
Este estudio científico también ha contado con la colaboración de investigadores de la Universidad de Kyushu (Fukuoka, Japón), Instituto Altos Labs San Diego (San Diego, EE. UU.), Universidad de Tokio (Tokio, Japón), Institutos de Biomedicina y Salud de Guangzhou, China Academia de Ciencias (Guangzhou, China), CIC bioGUNE (Derio, España), Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), Centro de Biomedicina de Sistemas de Luxemburgo (LCSB), Universidad de Luxemburgo (Luxemburgo). El estudio fue financiado en parte por subvenciones del Consejo Europeo de Investigación (ERC), el Ministerio de Ciencia e Innovación de España, la Fundación La Caixa, AFM, MDA, MWRF y DPP-España.