Un nuevo método permite que las células conserven los patrones genéticos relacionados con la edad y facilita el estudio del envejecimiento.
Esta imagen muestra las diferencias entre las neuronas de las personas mayores y jóvenes cuando se convierten directamente a partir de células de la piel (izquierda) y las llamadas neuronas inducidas (derecha).
Por primera vez los científicos pueden utilizar muestras de piel de pacientes de edad avanzada para crear células cerebrales sin hacer retroceder el reloj biológico celular. La nueva técnica, que produce células parecidas a las que se encuentran en los cerebros de las personas mayores será una gran ayuda para investigar las enfermedades relacionadas con la edad, como el alzheimer y el parkinson. «Ahora podemos estudiar más fácilmente los efectos del envejecimiento en el cerebro», señala Rusty Gage, del Instituto Salk y autor principal del artículo que se publica en «Cell Stem Cell».
Según este experto, gracias a este enfoque se podrá responder a muchas preguntas acerca de la fisiología y la maquinaria molecular de las células nerviosas humanas, y no solo aquellas relacionadas con el envejecimiento saludable, «sino también con el envejecimiento patológico» añade Martin Hetzer, también del Instituto Salk.
Hasta ahora se empleaban los modelos animales, desde moscas de la fruta a ratones, para investigar las consecuencias biológicas del envejecimiento, especialmente en aquellos tejidos humanos que no se pueden obtener fácilmente en vida, como el cerebro. En los últimos años, los investigadores han recurrido cada vez más a las células madre para estudiar diversas enfermedades humanas.
Por ejemplo, se pueden obtener células de la piel de los pacientes y convertirlas en células madre pluripotentes inducidas (iPS), que tienen la capacidad de convertirse en cualquier célula en el cuerpo. A partir de ahí, los investigadores pueden programar a las células madre para convertirlas en células cerebrales. Pero este proceso, incluso cuando se obtienen células de la piel de una persona mayor, no garantiza que las células madre posean las propiedades de las células envejecidas.
Porque, señala Jerome Mertens, durante el proceso de reprogramación para crear células madre también se rejuvenecen otras propiedades de la célula, como sus firmas epigenéticas. Por eso es tan difícil investigar en el envejecimiento del cerebro humano, ya que los investigadores no han logrado verdaderas células envejecidas.
La aproximación de Gage, Hetzer y Mertens es diferente: los investigadores han convertido directamente las células de la piel en neuronas, creando lo que se llama neuronas inducidas. «Hace unos años, se demostró que es posible hacer este proceso sin pasar por el estado precursor de células madre», explica Mertens.
En esta ocasión, los investigadores han obtenido células de la piel de 19 personas, con edades desde el nacimiento hasta los 89 años, y las han transformado en células cerebrales mediante la técnica de células iPS o con el enfoque de conversión directa. A continuación, compararon las firmas epigenéticas de las neuronas resultantes con las de las células tomadas de los cerebros mediante autopsias.
Y, como se esperaba, cuando se utilizó el método de células iPS, los patrones de las neuronas eran indistinguibles entre las jóvenes y las mayores. Sin embargo, aquellas fabricadas con la técnica de conversión directa presentaban diferentes patrones de expresión de genes en función de si procedían de donantes jóvenes o de adultos mayores. «Las neuronas obtenidas mostraban diferencias en función de la edad de los donantes», asegura Mertens. Y estos patrones, añade, «en realidad muestran los cambios en la expresión génica que están implicados en el envejecimiento del cerebro».
Una vez que este método ha demostrado que retiene las firmas genéticas de la edad, esperan que pueda convertirse en una herramienta valiosa para el estudio de envejecimiento. Y, añade Cage, mientras que el trabajo actual solo probó su eficacia en la fabricación de células cerebrales, «creemos que un método similar permitirá también generar células del corazón y del hígado envejecidas».
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