Desvelar los mecanismos que subyacen a la disfunción de las células madre
Las células madre son las «células maestras» del organismo. Se desarrollan en la sangre, el encéfalo, los huesos y los órganos y, al poseer la capacidad de reparar y regenerar células, pueden servir para tratar toda una serie de enfermedades. Sin embargo, las células madre pueden funcionar incorrectamente. En la vejez extrema, por ejemplo, la función de las células madre decae drásticamente. «El trabajo con diversas especies ha identificado características comunes del envejecimiento que acaban convergiendo en el agotamiento de las células madre y en el consiguiente declive de la regeneración tisular», explica Pura Muñoz-Cánoves, catedrática de investigación en la Universidad Pompeu Fabra e ICREA, y coordinadora del proyecto STEM-AGING. En el proyecto STEM-AGING, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, los investigadores trataron de comprender mejor cómo mantienen las células madre su buen estado durante la edad adulta. «Durante la mayor parte de su vida, las células satélite se encuentran en un estado de quiescencia y solo se activan para formar nuevas miofibras tras un traumatismo muscular», señala Muñoz-Cánoves. «Básicamente desconocíamos cómo mantienen la quiescencia estas células madre longevas», añade.
Diseño de una serie de ensayos
En el proyecto STEM-AGING, el equipo ideó una serie de ensayos en ratones. El primer objetivo era comprender el mantenimiento de la quiescencia en las células madre y la repercusión del envejecimiento en la autofagia: la forma que tiene el organismo de reutilizar las células viejas dañadas. Además, descubrieron cómo puede la acumulación de residuos proteotóxicos (derivados del plegamiento anómalo de las proteínas) afectar a la capacidad regenerativa de las células madre.
Recuperación de la regeneración muscular
El equipo descubrió que, en la vejez avanzada, las células satélite pierden quiescencia y algunas de ellas adoptan un estado senescente irreversible. Pierden su capacidad de autofagia y presentan desequilibrios en la dinámica mitocondrial (básicamente, un fallo en la función de los ingenieros internos de la célula), lo que significa que tampoco pueden liberarse de las partes dañadas. Estos resultados condujeron a algunos descubrimientos terapéuticos positivos. «Nuestro equipo demostró que la función de las células madre geriátricas y la regeneración muscular se restablecen mediante la reactivación de la autofagia y la recuperación de la dinámica mitocondrial», destaca Muñoz-Cánoves. Los investigadores también identificaron un subconjunto de células madre que tienen mayor potencial regenerativo que otras y averiguaron cómo mantenerlas a edades muy avanzadas. «Todos estos hallazgos tienen repercusiones que van más allá de la investigación sobre los músculos para la medicina regenerativa en el envejecimiento», explica.
El primer atlas de células madre
Uno de los principales avances fue la creación del primer atlas transcriptómico de células senescentes «in vivo». El trabajo se publicó en la importante revista científica «Nature», donde también apareció destacado en su sección «News and Views». El equipo tiene previsto seguir investigando con células madre para encontrar nuevas formas de revertir los cambios negativos intrínsecos de las células madre envejecidas. «Me alegra haber encontrado nuevas causas intrínsecas del envejecimiento de las células madre musculares que perjudican la regeneración muscular y alteran el metabolismo, así como nuevos mecanismos de reparación muscular independientes de las células madre», afirma Muñoz-Cánoves.
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