Las células madre son células que muestran poca o ninguna diferenciación. Si traducimos esta formulación un tanto árida y científica, reconocemos el potencial de las células madre. Las células madre pueden formar nuevas células, desde piel hasta músculo o células hepáticas. Son como una navaja suiza, equipadas con todo lo que necesita una nueva célula. Y eso es lo que las hace tan únicas en el organismo. Otra analogía sería la carta del comodín en un juego. Siempre se puede utilizar esta.
Las células madre y su potencial se conocen desde hace tiempo en medicina. Ya se utilizan con éxito para tratar algunas enfermedades, como la leucemia. En este artículo, sin embargo, también te mostraremos que existen diferentes tipos de células madre. A medida que envejecemos, parece que las células madre ya no pueden funcionar tan eficazmente como antes, por lo que el agotamiento de células madre se ha incluido como uno de los Rasgos distintivos del envejecimiento. Te mostramos los antecedentes, te explicamos qué son los nichos de células madre y por qué existe el "turismo de células madre".
Células madre - menos no es más
La disminución de la capacidad de recuperación de los tejidos es una de las características más evidentes del envejecimiento. Echemos un vistazo a la hematopoyesis, que disminuye con la edad. Esto conlleva una menor producción de células inmunitarias capaces de adaptarse a las amenazas cambiantes. Los expertos utilizan un término familiar para describir este fenómeno: inmunosenescencia. Esto puede provocar anemia o enfermedades malignas de la médula ósea .
Los investigadores observaron este "desgaste de células madre" funcional en ratones en más o menos todos los lugares del cuerpo donde se encuentran las células madre. Por ejemplo, en el cerebro anterior, los huesos y las fibras musculares. Esto significa que las células viejas o muertas ya no pueden ser sustituidas adecuadamente por células nuevas.
Los estudios realizados en ratones envejecidos han aportado más datos en este sentido. En ellos, los científicos registraron una disminución de la actividad del ciclo celular en las células madre hematopoyéticas. Esto está relacionado con la acumulación de daños en el ADN (véase inestabilidad genómica) y con la inhibición del ciclo celular (véase senescencia celular) por parte de la proteína p16INK4a , que ya conocemos. El acortamiento de los telómeros (véase attrition de los telómeros) también es una causa importante. Sin embargo, todos estos son sólo ejemplos de un panorama mucho más amplio de lo que causa una disminución funcional de la población de células madre.
¿Simplemente tenemos muy pocas células madre en la vejez?
La conclusión obvia de los resultados de los estudios debería ser por tanto: El número de células madre disminuye con la edad. Pero, ¿es eso cierto?
No del todo, si analizamos más detenidamente las células madre, el panorama se complica un poco. En primer lugar, hay que saber que existen células madre de diferente potencia. Probablemente la célula madre más potente es aquella de la que todos nos originamos: El cigoto (breve nota: un cigoto es la fusión de un óvulo con un espermatozoide)
Las células madre se organizan de forma ligeramente diferente en nuestro cuerpo adulto, principalmente en forma de los llamados nichos de células madre. Estos se encuentran en diferentes lugares, dependiendo de dónde se necesiten. Nuestra piel tiene varios nichos de células madre, ya que es de ahí de donde maduran las nuevas células. Pero nuestros órganos, como el hígado, los pulmones y los intestinos, también tienen nichos de células madre. Estos nichos de células madre parecen verse especialmente afectados en la vejez.
Nichos de células madre: el lugar del envejecimiento
Tomemos la piel como ejemplo. Cuando se es joven, se dispone de un gran depósito de células madre funcionales en el nicho. Éstas se encargan de que la piel se renueve rápidamente. Estos nichos de células madre desempeñan un papel especialmente importante en caso de lesiones. Sin embargo, no todas las células madre de este nicho son iguales. Algunas son especialmente laboriosas y contribuyen en gran medida a la renovación celular, mientras que otras son más bien perezosas y contribuyen poco a la cicatrización de las heridas.
¿Qué ocurre en la vejez? Parece que el número total de células madre no cambia mucho. Sin embargo, cada vez faltan más las que trabajan especialmente duro, de modo que el rendimiento de las células madre en su nicho disminuye. Las células madre también pueden caer en una especie de senescencia en la que apenas pueden activarse.
Bajo el microscopio, parece que hay suficientes células madre, pero en realidad están agotadas y ya no pueden mantener el ritmo de producción. El resultado. Si nos lesionamos en la vejez, hay menos células madre trabajando duro y la herida tarda mucho más en curarse.
Demasiadas pocas células madre - la solución obvia es demasiado simple
Así que tenemos nuestra solución. Necesitamos más células madre funcionales para poder renovar nuestros cuerpos. Por desgracia, no es tan sencillo. La actividad excesiva de las células madre se ha asociado con un envejecimiento más rápido. Este hallazgo se demostró de forma convincente en un experimento con células madre intestinales de moscas de la fruta (Drosophila). El aumento de la división de las células madre provocó un envejecimiento prematuro
Y cuando las células se dividen sin control, tenemos otro nombre para ello: cáncer
Volvamos a INK4a (ver senescencia celular) e IGF-1 (ver medición desregulada de nutrientes). Se ha descrito un efecto paradójico para ambos parámetros en el curso de la vida. Un aumento de INK4a conduce a las células a la detención del ciclo celular - lo que lleva a la senescencia. Una disminución de IGF-1 en suero también se asocia con una disminución de la división celular. Ambos procesos se producen durante el envejecimiento normal, pero con una intención positiva. Es decir, reflejan el intento de nuestro cuerpo de mantener la integridad de las células madre.
¿Sabías que En el Hallmarks of Aging se mencionan con frecuencia los radicales libres de oxígeno. Los llamados ROS desempeñan aquí un doble papel. A joven edad, pueden ser beneficiosos para nosotros, mientras que un exceso de ROS puede destruir nuestro ADN y proteínas. Del mismo modo, las ERO afectan a las células madre. Demasiados de estos radicales pueden contribuir potencialmente al agotamiento de las células madre.
Nuestro cuerpo intenta evitarlo principalmente a través de la producción de glutatión . Si quiere saber más sobre esto, eche un vistazo a nuestro artículo sobre GlyNAC . También explicamos por qué es mejor no sustituir el glutatión y qué tiene que ver el aminoácido glicina con el tema.
GlyNAC es una molécula prometedora cuando se trata de la energía celular y también de la edad biológica.
FGF2 - un nuevo punto de partida para células madre agotadas
En la búsqueda de formas de reactivar las células madre en nuestro beneficio, la investigación se ha centrado en la proteína FGF2. Se trata de un factor de crecimiento de las células del tejido conjuntivo. Si el nivel de FGF2 en el organismo es elevado, se produce un agotamiento de las células madre envejecidas y, por tanto, una reducción de su capacidad de recuperación.
La buena noticia es que la supresión de esta vía de señalización previene esta afección. Se trata, por tanto, de una posible estrategia terapéutica para combatir el agotamiento de las células madre.
¿Cómo podemos fortalecer las células madre?
Demos un paso atrás en la investigación básica y echemos un vistazo al futuro. Ahora sabemos que nuestras células madre ya no son tan eficientes en la vejez. Pero, ¿de dónde viene esto? ¿Cuál es la causa del envejecimiento de nuestras células madre?
Una posible explicación la proporciona un experimento un tanto extraño, del que también hablamos en el 5º Sello del Envejecimiento. Si se cosen dos ratones, uno joven y sano y otro viejo y enfermo, se obtiene la llamada parabiosis. Curiosamente, los investigadores descubrieron que las células madre de los nichos celulares del cerebro y el hígado rejuvenecían significativamente en los ratones viejos.
Estos resultados también pueden reproducirse inyectando a ratones viejos la sangre de ratones jóvenes, lo que sugiere que no hubo intercambio de células madre, sino que hay señales molecularesen la sangre de los ratones jóvenes que hacen que las células madre vuelvan a ser jóvenes. Cuáles, esa sigue siendo la cuestión.
¿Sabías que Este tipo de experimentos de parabiosis siempre causan un gran revuelo en la prensa (véase z.B. Bryan Johnsonse autoexperimenta haciendo que le suministren el plasma sanguíneo de su hijo). Tales acciones suscitan, con razón, importantes preocupaciones éticas. Las transfusiones de sangre no están exentas de riesgos y la "fuente de la eterna juventud" no se encuentra, desde luego, en hacerse infundir sangre joven. Será más interesante averiguar qué vías de señalización exactas de la sangre joven son responsables de la renovación de las células madre. Esto podría servir para diseñar nuevos métodos terapéuticos en el futuro.
¿No hay otros caminos?
Por suerte, la sangre joven no es la única forma de revitalizar las células madre viejas. El deporte parece ser una forma probada de conseguir que las células madre vuelvan a estar activas. Además, el ayunomejoró la función de las células madre intestinales y musculares en modelos animales .
El efecto del ayuno se debe probablemente a la regulación de varias vías de señalización, principalmente IGF-1 y la vía mTOR. También se ha demostrado que los miméticos del ayuno, que actúan precisamente a través de este eje molecular, también tienen efectos positivos sobre las células madre.
Influenciar las células madre con fármacos
Por último, las posibles intervenciones farmacológicas para mejorar la función de las células madre también estaban en la agenda de investigación. Los científicos estaban especialmente interesados en el inhibidor mTOR rapamicina - un viejo conocido. Esta molécula ejerce su efecto influyendo en la proteostasis y en las señales energéticas. Basándose en estos dos mecanismos, los estudios han mejorado la función de las células madre en la piel, el sistema hematopoyético y el intestino.
Estos hallazgos demuestran una vez más la dificultad de desentrañar la base molecular de la actividad antienvejecimiento de la rapamicina. También pone de manifiesto lo interconectados que están los rasgos distintivos del envejecimiento.
Además de la rapamicina, la inhibición farmacológica de CDC42 también es digna de mención. Células humanas en fase de senescencia podrían rejuvenecersecomo resultado. También se detectó la sobreexpresión de CDC42, que interviene entre otras cosas en el control del ciclo celular, en cierto tipo de cáncer de pulmón.
Terapia con células madre: cuidado con las falsas promesas
Como hemos visto, las células madre son potentes ayudantes en la lucha contra el envejecimiento. Si conseguimos averiguar cómo devolver a este recurso natural toda su potencia, se nos abrirán muchas nuevas posibilidades.
Precisamente con esta esperanza hay (por desgracia) algunas ovejas negras que quieren ganar mucho dinero. En algunas regiones del mundo, z.B. en el Caribe, se publicita la terapia con células madre. Desde la mejora de la cicatrización de heridas a la terapia contra el cáncer - las promesas son a menudo grandes, pero la realidad es a menudo aleccionadora. La FDA, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU., ha emitido incluso una advertencia oficial contra estas estafas.
Células madre y envejecimiento: Una cuestión de tiempo, no de medios
El agotamiento de las células madre es una consecuencia intrínseca del daño celular asociado al envejecimiento. No es erróneo suponer que este proceso es una de las principales causas del envejecimiento de nuestro organismo. En última instancia, prácticamente todas las características del envejecimiento que hemos conocido hasta la fecha conducen al agotamiento de las células madre. Estudios recientes proporcionan una base prometedora para la hipótesis de que el rejuvenecimiento de las células madre puede revertir el envejecimiento a nivel del organismo.
¿Son estos hallazgos una especie de base para una máquina del tiempo que devuelva la juventud biológica? Aunque la idea resulte atractiva para algunas personas, en la actualidad todavía hay muy pocas pruebas de ello. En cualquier caso, se están realizando inversiones masivas en el campo de la investigación con células madre en comparación con los demás Hallmarks.
Las terapias con células madre son omnipresentes desde hace años y han permitido mejoras drásticas en el tratamiento de enfermedades como la leucemia. Además, se reconoce que las células madre tienen un enorme potencial en el campo de la medicina de trasplantes.
Por lo tanto,
El siguiente artículo de esta serie trata sobre el noveno sello distintivo del envejecimiento: Cambios en la comunicación intercelular.
