Científicos rejuvenecen células madre sanguíneas en un avance contra el envejecimiento

Un grupo de investigadores del Hospital Mount Sinai ha logrado revertir el envejecimiento en células madre sanguíneas en ratones, al reparar defectos en estructuras llamadas lisosomas. Este hallazgo, publicado en la revista Cell Stem Cell, destaca la disfunción y sobreactividad de los lisosomas como causas principales del envejecimiento de las células madre, y demuestra que restaurar su actividad adecuada puede rejuvenecer estas células y mejorar su capacidad para regenerar sangre y células inmunitarias.

Los lisosomas actúan como centros de reciclaje internos de las células, descomponiendo proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y lípidos, lo que ayuda a las células a eliminar desechos y reutilizar materiales para procesos biológicos esenciales. Además, almacenan nutrientes que pueden liberarse cuando se necesitan. Debido a estas funciones, los lisosomas son críticos para mantener el metabolismo celular, incluyendo tanto el catabolismo (descomposición de moléculas complejas) como el anabolismo (construcción de moléculas complejas).

El equipo de investigación se enfocó en las células madre hematopoyéticas (HSC), que son células madre raras y de larga duración ubicadas en la médula ósea, responsables de generar todas las células sanguíneas y del sistema inmunitario en el cuerpo. La investigación fue liderada por Saghi Ghaffari, MD, PhD, profesora de Biología Celular, Desarrollo y Regeneración en la Icahn School of Medicine y miembro del Black Family Stem Cell Institute.

A medida que las personas envejecen, estas células madre pierden gradualmente su capacidad para reparar y reponer el sistema sanguíneo, debilitando así las defensas inmunitarias y aumentando la vulnerabilidad a infecciones en adultos mayores. Las HSC envejecidas también están vinculadas a la hematopoyesis clonal, una condición asintomática considerada un estado premaligno que incrementa el riesgo de cánceres sanguíneos y enfermedades inflamatorias, volviéndose más común con la edad.

Según la Sociedad Americana del Cáncer, la edad y el tabaquismo son los dos factores de riesgo más fuertes asociados con el riesgo de desarrollar cáncer en un período de cinco años. Datos del informe de Surveillance, Epidemiology, and End Results del Instituto Nacional del Cáncer indican que la edad media al diagnóstico de cáncer es de 67 años.

Restauración de las Células Madre Envejecidas

Los investigadores descubrieron que los lisosomas en las HSC envejecidas se volvían excesivamente ácidos, dañados, depletados y anormalmente activos. Estos cambios interrumpían tanto el equilibrio metabólico como la estabilidad epigenética de las células madre.

Mediante transcriptómica de una sola célula y pruebas funcionales, el equipo encontró que bloquear esta actividad lisosomal excesiva con un inhibidor de ATPasa vacuolar restauraba la salud lisosomal y mejoraba la función de las células madre sanguíneas envejecidas.

Tras el tratamiento, las células madre envejecidas comenzaron a comportarse de nuevo como células jóvenes y saludables. Recuperaron la capacidad de regenerarse de manera efectiva, producir células sanguíneas e inmunitarias equilibradas, y generar células madre saludables adicionales. Las células tratadas también mostraron un metabolismo mejorado y un rendimiento mitocondrial superior, patrones epigenéticos más saludables, menor inflamación y menos señales inflamatorias dañinas que pueden afectar los tejidos en todo el cuerpo.

Dr. Ghaffari destacó: "Nuestros hallazgos revelan que el envejecimiento en las células madre sanguíneas no es un destino irreversible. Las células madre sanguíneas envejecidas tienen la capacidad de volver a un estado juvenil; pueden recuperarse". Agregó que al ralentizar los lisosomas y reducir su acidez, las células madre se volvieron más saludables y pudieron producir nuevas células sanguíneas equilibradas y nuevas células madre de manera mucho más efectiva. Al dirigir la hiperactividad lisosomal, lograron restablecer las células madre envejecidas a un estado más joven y saludable, mejorando su capacidad para regenerar células sanguíneas e inmunitarias.

Aumento Significativo en la Capacidad de Formación de Sangre

Los investigadores también probaron un enfoque de tratamiento ex vivo (cuando las células se extraen del cuerpo, se modifican en un laboratorio y se devuelven al cuerpo). El tratamiento de células madre envejecidas con el inhibidor lisosomal aumentó su capacidad de formación de sangre en animales vivos en más de ocho veces, destacando los poderosos efectos regenerativos de corregir la disfunción lisosomal.

Además, la mejora redujo las vías inflamatorias y relacionadas con interferones dañinas. Según los investigadores, esto ocurrió porque los lisosomas más saludables mejoraron el procesamiento del ADN mitocondrial y redujeron la activación de la vía de señalización inmune cGAS-STING, que parece desempeñar un papel importante en la inflamación y el envejecimiento de las células madre.

Potencial para Terapias Anti-Envejecimiento y Trastornos Sanguíneos

Los hallazgos podrían abrir la puerta a nuevos tratamientos destinados a prevenir o revertir trastornos sanguíneos relacionados con la edad. También podrían mejorar los resultados de los trasplantes de células madre en pacientes mayores y mejorar los métodos de acondicionamiento utilizados en la terapia génica.

Dr. Ghaffari concluyó: "La disfunción lisosomal surge como un impulsor central del envejecimiento de las células madre. Dirigir esta vía podría algún día ayudar a mantener sistemas sanguíneos e inmunitarios saludables en los ancianos, mejorar sus células madre para trasplantes y reducir el riesgo de trastornos sanguíneos asociados con la edad, y quizás tener un efecto sobre el envejecimiento en general".

El equipo ahora investiga si la disfunción lisosomal en las células madre envejecidas contribuye al desarrollo de células madre leucémicas, conectando potencialmente el envejecimiento normal de las células madre con la formación de cáncer.

La investigación involucró la colaboración con Mickaël Ménager, PhD, y colegas del Imagine Institute y INSERM UMR 1163 en la Universidad de París Cité. La financiación fue proporcionada por los Institutos Nacionales de Salud, la Ciencia de Células Madre del Estado de Nueva York, INSERM y la Agencia Nacional de la Investigación.

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