Agotamiento de las células madre como causa de envejecimiento

Índice

• ¿Qué son las células madre?
• El proceso de envejecimiento y las células madre
• ¿Podemos ralentizar el agotamiento de las células madre?

¿Qué son las células madre?

Las células madre son un tipo especial de células que tienen la capacidad de autorenovarse y diferenciarse en varios tipos de células especializadas en el cuerpo. Son células indiferenciadas, lo que significa que no tienen una función celular específica, a diferencia de las células que componen los tejidos y órganos del cuerpo.

Las células madre son células raras, esparcidas por el cuerpo, que producen células nuevas y diferenciadas. Nuestro cuerpo se reconstruye y repone continuamente con nuevas células que se derivan de las células madre.

Las células madre son muy importantes y muy poderosas. De hecho, todo nuestro cuerpo fue creado a partir de una supercélula madre, es decir, el óvulo fertilizado que se encuentra en el útero de materno.

Las células madre se encuentran en diversos tejidos y órganos, incluyendo el tejido adiposo, la médula ósea, el cordón umbilical, la placenta y algunos tejidos específicos, como el cerebro y la piel. También se han identificado células madre embrionarias, que se obtienen de embriones en una etapa temprana de desarrollo.

Si bien las células normales no pueden cambiar su configuración epigenética con mucha facilidad, las células madre tienen una mayor libertad, lo que les permite, en algunos casos, convertirse efectivamente en cualquier tipo de célula del cuerpo.

Existen diversos tipos de células madre:

- células madre hematopoyéticas: situadas en la médula ósea crean los glóbulos blancos y rojos

- células madre mesenquimales: producen células grasas, células óseas, células del cartílago y células del tejido conectivo

- células madre hepáticas: generan células hepáticas

- células madre satélite: mantienen y crean nuevas células musculares

- y otros subtipos.

Debido a la importancia de estas funciones, una reducción en la actividad de las células madre, también conocida como agotamiento de las células madre, puede provocar muchas enfermedades y problemas generales, como la inmunosupresión a través de la producción reducida de glóbulos blancos que matan las bacterias y los virus, pérdida de masa muscular, fragilidad y debilitamiento de los huesos y desarrollo de enfermedades graves como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares, las enfermedades pulmonares, la diabetes y los trastornos neurológicos.

El proceso de envejecimiento y las células madre

A medida que envejecemos, nuestras células madre eventualmente pierden su capacidad de dividirse. Además, no podemos reemplazar las células madre que han migrado, diferenciado o muerto. Como resultado, mostramos símbolos externos del envejecimiento, como las canas, un sistema inmunológico débil...

Cuando envejecemos, nuestras células madre se vuelven disfuncionales o mueren. Esto hace que nuestros tejidos se repongan mucho menos con células nuevas y sanas.

La cantidad de células madre en los jóvenes es mucho más alta que en las personas mayores y, por lo tanto, crea un mecanismo de reemplazo mejor y más eficiente en los jóvenes que en los ancianos. En otras palabras, el envejecimiento no se produce porque haya más daño, sino a que disminuyen el número de células madre capaces de arreglar ese daño. Las células madre disminuyen en número y tienden a perder la capacidad de diferenciarse en progenies o linajes linfoides y linajes mieloides.

Además, durante el envejecimiento, algunas células madre disfuncionales se apoderan de la reserva de células madre existente. Estas células madre son disfuncionales porque no mantienen los tejidos adecuadamente, pero se reproducen más rápido que las células madre normales, superándolas (este proceso se llama "expansión clonal").

Cuando la función de las células madre disminuye, esto conduce a células mucho menos sanas para reponer y construir nuestros órganos. Además, cuando nuestras células se reemplazan menos con células más nuevas y sanas, esto conduce a una mayor acumulación de células dañadas.

Los procesos que conducen a esta disminución de las células madre son procesos de envejecimiento fundamentales, como alteraciones epigenéticas, disfunción mitocondrial, disminución de la proteostasis, daño del ADN y otras formas de daño en las células madre. Es decir, aunque la disminución en la renovación de las células madre indudablemente conduce a trastornos relacionados con la edad, está claro que este "agotamiento de las células madre" es realmente una consecuencia del daño del ADN, la detección de nutrientes desregulada, la senescencia y otros procesos ya mencionados; en otras palabras, se podría argumentar que no es un sello "verdadero". Sin embargo, debido a su papel único en la determinación del destino celular de una manera específica de tejido, las células madre pueden revelar formas en que los tejidos interactúan durante el envejecimiento de un organismo complejo y posiblemente redirigir el destino de los tejidos envejecidos tras el trasplante.

Además, los cambios en el entorno en el que residen las células madre, como un aumento de las sustancias inflamatorias circulantes, también contribuyen a una disminución de la función de las células madre. Por ejemplo, las células senescentes secretan constantemente una mezcla de productos químicos inmunosupresores proinflamatorios conocidos colectivamente como fenotipo secretor asociado a la senescencia (SASP), que reduce la actividad de las células madre y contribuye a la senescencia inmunitaria y la pérdida de la regeneración tisular.

El SASP es parte de un fenómeno inflamatorio más amplio conocido como "inflamación", que proviene de una variedad de fuentes y crea un fondo latente de inflamación crónica de bajo grado que altera la función de las células madre y la reparación de tejidos. La inflamación es causada por células senescentes, restos celulares, enlaces cruzados, inmunosenescencia y cambios relacionados con la edad en el microbioma intestinal.

Las células madre tampoco son inmunes al daño directo y la destrucción: el acortamiento de los telómeros, por ejemplo, puede llevar a que las células madre pierdan su función y se vuelvan senescentes y, aunque existen numerosos mecanismos de control de calidad, su ADN puede lentamente mutar hasta el punto de causar senescencia o cáncer.

Por lo tanto, si bien el conjunto de células madre puede regenerarse por sí mismo, lo hace con menor calidad y velocidad con el tiempo, contribuyendo eventualmente a enfermedades crónicas.

¿Podemos ralentizar el agotamiento de las células madre?

La investigación con células madre es quizás el tema de investigación más común en el campo del envejecimiento. En general, la investigación con células madre ha avanzado rápidamente en la última década y es un área bien financiada de la medicina regenerativa. Ya existen múltiples terapias con células madre que ya están en uso clínico y muchas otras se encuentran actualmente en ensayos clínicos. Algunos de ellos intentan reemplazar nuestros compartimentos de células madre actuales y otros buscan reparar las células que ya están allí. Por ejemplo, se ha demostrado que la terapia con NAD + combate la senescencia de las células madre.

También se ha visto que cada sustancia que ralentiza el envejecimiento de las células también ralentizará el envejecimiento de las células madre, lo que les permitirá construir nuevas células y tejidos durante más tiempo. De esto modo, sustancias como la glicina, la creatina, la quercetina, la L-carnitina, etc., pueden ayudarnos a ralentizar el agotamiento de las células madre.

Por último, la eliminación de las células senescentes y su SASP secretada también puede tener un impacto positivo en la función de las células madre; la eliminación de algunas fuentes inflamatorias probablemente reduciría la carga general de inflamación y podría reducir de manera plausible la inhibición de las células madre.

La restricción calórica, por ejemplo, ayuda a reducir la inflamación, por lo que es una práctica efectiva para ralentizar el envejecimiento. Existen también sustancias naturales específicas pueden reducir esta inflamación de bajo grado relacionada con el envejecimiento, como fisetina, pterostilbeno, litio, alfa-cetoglutarato y jengibre.

Además, la administración a largo plazo de agentes antiinflamatorios como la aspirina puede aumentar la longevidad en ratones y el envejecimiento saludable en humanos (aunque los estudios a largo plazo no son concluyentes, y podría presentar otros efectos secundarios, de forma que debe realizarse bajo la supervisión de un médico).