Nanoflores potencian células madre para revitalizar tejidos envejecidos

Investigadores de Texas A&M University anunciaron un avance significativo en la biomedicina al desarrollar un método que permite a las células madre producir el doble de mitocondrias utilizando partículas de nanoflores. Este descubrimiento podría cambiar la forma en que se tratan diversas enfermedades degenerativas y el envejecimiento celular.

El equipo, liderado por el Dr. Akhilesh K. Gaharwar y el estudiante de doctorado John Soukar, logró que las células madre, al ser expuestas a estas nanoflores, comenzaran a generar aproximadamente el doble de mitocondrias de lo habitual. Estas células madre energizadas pueden transferir su exceso de mitocondrias a células dañadas o envejecidas, restaurando así su producción de energía y mejorando su salud general.

La disminución de mitocondrias se ha relacionado con el envejecimiento, enfermedades cardíacas y diversas condiciones neurodegenerativas. Por lo tanto, fortalecer la capacidad del cuerpo para reemplazar mitocondrias desgastadas podría ayudar a abordar múltiples problemas de salud simultáneamente.

Las células humanas, a medida que envejecen o son dañadas por enfermedades como el Alzheimer o por tratamientos agresivos como la quimioterapia, ven disminuir su capacidad de generar energía. Esto se debe a la reducción en el número de mitocondrias, que son las estructuras responsables de proporcionar la mayor parte de la energía que utilizan las células. La pérdida de mitocondrias resulta en células más débiles y menos saludables, que eventualmente no pueden cumplir con sus funciones esenciales.

Nanoflores como donantes de mitocondrias

El estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, demostró que las células madre tratadas con nanoflores, descritas como fábricas bioquímicas de mitocondrias, transfirieron entre dos y cuatro veces más mitocondrias que las células madre no tratadas. Esto se traduce en una mejora significativa en la eficiencia del proceso de transferencia de mitocondrias.

"Hemos entrenado a las células sanas para compartir sus baterías de repuesto con las más débiles", comentó Gaharwar. "Al aumentar el número de mitocondrias en las células donantes, podemos ayudar a las células envejecidas o dañadas a recuperar su vitalidad, sin necesidad de modificaciones genéticas o medicamentos".

Los métodos tradicionales para aumentar el número de mitocondrias en las células suelen depender de fármacos que se eliminan rápidamente del organismo, lo que requiere tratamientos frecuentes. En cambio, las nanopartículas más grandes, como las nanoflores, permanecen dentro de las células y continúan estimulando la producción de mitocondrias de manera más efectiva. Esto sugiere que las terapias basadas en esta tecnología podrían necesitar ser administradas solo una vez al mes.

"Este es un primer paso emocionante hacia la recarga de tejidos envejecidos utilizando su propia maquinaria biológica", afirmó Gaharwar. "Si podemos potenciar este sistema natural de intercambio de energía, podría ayudar a ralentizar o incluso revertir algunos efectos del envejecimiento celular en el futuro".

Uso de nanopartículas de disulfuro de molibdeno en biomedicina

Las nanoflores están compuestas de disulfuro de molibdeno, un compuesto inorgánico que puede formar diversas estructuras bidimensionales a escalas muy pequeñas. El laboratorio de Gaharwar es uno de los pocos grupos de investigación que exploran cómo el disulfuro de molibdeno puede ser utilizado con fines biomédicos.

Las células madre ya desempeñan un papel crucial en los avances en reparación y regeneración de tejidos. Utilizar nanoflores para aumentar el rendimiento de las células madre podría marcar un paso importante para hacer que estas células sean aún más efectivas en futuras terapias.

Enfoque versátil para múltiples tejidos

Una de las características más prometedoras de esta técnica es su flexibilidad. Aunque el método aún se encuentra en etapas iniciales y requiere más pruebas, podría utilizarse teóricamente para tratar la pérdida de función en diversos tejidos del cuerpo. Soukar explicó: "Podrías colocar las células en cualquier parte del paciente. Por ejemplo, para la cardiomiopatía, puedes tratar directamente las células cardíacas, o en el caso de la distrofia muscular, inyectarlas directamente en el músculo".

El proyecto recibió apoyo financiero de los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Welch, el Departamento de Defensa y el Instituto de Prevención y Investigación del Cáncer de Texas. También contó con el respaldo del Fondo de Excelencia del Presidente de Texas A&M University y la Beca Seedling del Centro de Ciencias de la Salud de Texas A&M. Los colaboradores clave incluyeron a los investigadores de Texas A&M Dr. Irtisha Singh, Dr. Vishal Gohil y Dr. Feng Zhao.