Un estudio descubre que algunas células senescentes ayudan a curar los tejidos dañados

Científicos de la Universidad de California en San Francisco (UCS) han observado estas células senescentes en acción en el tejido pulmonar, así como en otros órganos que sirven como barreras en el cuerpo, como el intestino delgado, el colon y la piel. Cuando usaron medicamentos llamados senolíticos para matar estas células, las lesiones en los tejidos pulmonares se curaron más lentamente.

“Las células senescentes pueden ocupar nichos con posiciones privilegiadas como centinelas que monitorean el tejido en busca de lesiones y responden estimulando a las células madre cercanas para que crezcan e inicien la reparación”, explica Tien Peng, MD, profesor asociado de Medicina Pulmonar, Cuidados Intensivos, Alergias y del Sueño y autor principal del estudio, publicado el jueves en Science. 

Las células envejecidas pueden dañar y curar

Peng señala que era comprensible que, al principio, los científicos las consideraran como puramente perjudiciales. A medida que las personas envejecen, se acumulan células senescentes que tienen características de células viejas y desgastadas, incluida la incapacidad de producir células nuevas. Sin embargo, en lugar de morir como las células envejecidas normales, siguen viviendo, arrojando un cóctel de compuestos inflamatorios que forman el fenotipo secretor asociado a la senescencia (SASP). Estos factores están relacionados con la enfermedad de Alzheimer, la artritis y otras patologías relacionadas con la edad, incluido el cáncer. Por ello se acuñó el simbólico nombre de células zombis. 

Usando senolíticos que las atacan y matan, los investigadores descubrieron que eliminar las células senescentes en animales frustró o disminuyó las enfermedades relacionadas con la edad y extendió su vida útil. A partir de entonces, se produjo un auge de la actividad en los laboratorios de investigación y las empresas farmacéuticas centrada en descubrir y refinar versiones más potentes de estos fármacos. 

Sin embargo, según indica ahora el profesor Tien Peng, matar estas células tiene sus peligros. Por un lado, este estudio mostró que las células senescentes también poseen la capacidad de promover la curación normal a través de la activación de la reparación de células madre. “Nuestro trabajo sugiere que los senolíticos podrían afectar negativamente a la reparación normal, pero también tienen el potencial de atacar enfermedades en las que las células senescentes impulsan el comportamiento patológico de las células madre”, destaca. 

Iluminando las células senescentes

Un desafío importante para el estudio de las células senescentes es que los biomarcadores de la senescencia (como el gen p16) a menudo son bastante escasos, lo que dificulta la detección de las células. En los primeros experimentos, los investigadores extrajeron células llamadas fibroblastos en placas de cultivo, permitiéndoles crecer y producir suficientes células para experimentar, y luego sometieron a estrés a las células con sustancias químicas que las indujeron a volverse senescentes. Pero en los organismos vivos, las células interactúan con los tejidos que las rodean, afectando fuertemente a la actividad genética de las células. Esto significa que las características de las células que crecen aisladas en una placa de vidrio pueden ser bastante diferentes a las de las células en su entorno natural. 

Para crear una herramienta más poderosa para sus estudios, la investigadora postdoctoral Nabora Reyes de Barboza, PhD  y sus colegas mejoraron una técnica común de fusionar un gen relevante, en este caso, el gen p16, que es demasiado activo en células senescentes, con fluorescente verde (GFP) como un marcador que puede revelar la ubicación de las células bajo la luz ultravioleta. Al mejorar la cantidad y la estabilidad de la proteína fluorescente verde en estas células senescentes, Reyes amplificó en gran medida la señal fluorescente, lo que finalmente permitió a los investigadores ver las células senescentes en su hábitat natural de tejidos vivos. 

Los zombies estimulan las células madre poco después del nacimiento

Usando esta herramienta altamente sensible, el equipo científico encontró que las células senescentes existen en tejidos jóvenes y sanos en mayor medida de lo que se pensaba anteriormente y, en realidad, comienzan a aparecer poco después del nacimiento. Los investigadores también identificaron factores de crecimiento específicos que las células senescentes secretan para estimular a las células madre a crecer y reparar tejidos. Relevante para el envejecimiento y la lesión tisular es el descubrimiento de que las células del sistema inmunitario, como los macrófagos y los monocitos, pueden activar las células senescentes, lo que sugiere que la inflamación observada en el tejido envejecido o dañado es un modificador crítico de la actividad y regeneración de las células senescentes.  

En sus estudios del tejido pulmonar, el equipo de Peng observó células senescentes con un brillo verde junto a las células madre en la membrana basal que sirve como una barrera que evita que células extrañas y sustancias químicas dañinas ingresen al cuerpo, y también permite que el oxígeno se difunda del aire en los pulmones hacia tejidos subyacentes. Se pueden producir daños en esta interfaz dinámica. Los investigadores observaron células senescentes en posiciones similares en otros órganos de barrera, como el intestino delgado, el colon y la piel, y sus experimentos confirmaron que si las células senescentes se eliminaban con senolíticos, las células madre pulmonares no podían reparar adecuadamente la superficie de la barrera. 

Leanne Jones, PhD , directora del  Instituto de Investigación del Envejecimiento Bakar de la UCSF y Stuart Lindsay Endowed Professor en Patología Experimental, afirma que el estudio de Peng es realmente significativo en el campo de la investigación del envejecimiento, cuyo objetivo es ayudar a las personas a vivir vidas más largas y saludables. 

“Los estudios sugieren que la investigación de los senolíticos debería centrarse en reconocer y atacar con precisión las células senescentes dañinas, tal vez ante los primeros signos de enfermedad, dejando intactas las útiles. Estos hallazgos enfatizan la necesidad de desarrollar mejores medicamentos y moléculas pequeñas que se dirijan a subconjuntos específicos de células senescentes que están implicadas en la enfermedad, en lugar de en la regeneración”, subraya. 

Referencia:

Las células centinela p16 ^INK4a+ en la membrana basal forman un nicho de reparación en el pulmón. DOI: 10.1126/ciencia.abf33