Científicos del Centro de Biomedicina de Sistemas de Luxemburgo (LCSB) de la Universidad de Luxemburgo y del Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ), han podido rejuvenecer las células madre del cerebro en su etapa de envejecimiento, concretamente en un modelo experimental de ratón. Las células madre revitalizadas mejoran la regeneración de áreas lesionadas o enfermas en el cerebro de ratones viejos. Los investigadores esperan que su enfoque aporte un nuevo impulso a la medicina regenerativa y facilite el desarrollo de terapias con células madre.

Sus resultados se publicaron recientemente en la revista Cell. Todas las células que forman nuestros órganos se originan a partir de células madre. Estas se dividen y las células resultantes se convierten en células específicas de tejido, formando órganos y tejidos como el cerebro, los pulmones o la médula ósea. Sin embargo, con la edad, las células madre de los organismos vivos pierden su capacidad de proliferar. Muchas de ellas caen en un estado permanente de quietud.

Para crear los modelos computacionales más precisos posibles del comportamiento de las células madre, el Grupo de Biología Computacional del LCSB, dirigido por el profesor Antonio del Sol, aplicó un enfoque novedoso. “Las células madre viven en un nicho donde interactúan constantemente con otras células y componentes extracelulares. Es extremadamente difícil modelar semejantes interacciones moleculares complejas en la computadora. Así que cambiamos de perspectiva. Dejamos de pensar en qué factores externos se encontraban afectando a las células madre, y comenzamos a pensar cómo sería el estado interno de una célula madre en su nicho definido con precisión.”

Este novedoso enfoque condujo a un nuevo modelo computacional desarrollado por el doctor Srikanth Ravichandran, del Grupo de Biología Computacional: “Nuestro modelo puede determinar qué proteínas son responsables del estado funcional de una célula madre determinada en su nicho, es decir, si se dividirá o permanecerá en un estado de inactividad. Nuestro modelo se basa en la información sobre qué genes se están transcribiendo. Las tecnologías modernas de biología celular permiten la creación de perfiles de expresión génica a una resolución de una sola célula.”

Anteriormente se desconocía por qué la mayoría de las células madre en el cerebro de ratones viejos permanecían en un estado de inactividad. Desde su modelo computacional, los investigadores del LCSB identificaron una molécula llamada sFRP5, que mantiene las células madre neuronales inactivas en los ratones viejos. Asimismo, evita la proliferación al bloquear la vía Wnt, que es crucial para la diferenciación celular.

Rejuvenecimiento celular

Luego llegó la experiencia de muchos años en células madre neurales de los colaboradores del Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ): al estudiar las células madre primero en una placa y luego directamente en ratones, pudieron validar experimentalmente la predicción computacional. Al neutralizar la acción de sFRP5, las células madre inactivas comenzaron a proliferar más activamente. Por lo tanto, estuvieron disponibles nuevamente para ser reclutadas para los procesos de regeneración en el cerebro envejecido. “Al desactivar sFRP5, las células experimentan una especie de rejuvenecimiento“, comentó Del Sol: “Como resultado, la proporción de células madre que pasaron de activas a latentes en el cerebro de ratones viejos se volvió casi tan favorable como en los animales jóvenes“.

Nuestros resultados constituyen un paso importante hacia la implementación de terapias basadas en células madre, por ejemplo, para enfermedades neurodegenerativas“, aseguró Antonio del Sol. “Pudimos demostrar que, con modelos computacionales, es posible identificar los rasgos esenciales que son característicos de un estado específico de las células madre“. Este enfoque no se limita al estudio del cerebro. También se puede utilizar para modelar células madre de otros órganos en el cuerpo. “La esperanza es que esto abrirá caminos para la medicina regenerativa“, concluyó Del Sol.

 

Vía: University of Luxembourg