Fuente de juventud para las células madre envejecidas en la médula ósea
Los cambios epigenéticos en la vejez aumentan el riesgo de osteoporosis y fracturas óseas
A medida que envejecemos, nuestros huesos se vuelven más delgados, sufrimos fracturas con más frecuencia y pueden aparecer enfermedades como la osteoporosis. Uno de los culpables es el envejecimiento de las células madre de la médula ósea, que ya no son tan eficaces para reponer los huesos. Investigadores del Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento y del Grupo de Excelencia para la Investigación del Envejecimiento (CECAD) de la Universidad de Colonia han demostrado que el epigenoma de estas células madre cambia con la edad. Han podido revertir estos cambios en células madre aisladas mediante la adición de acetato. Este tratamiento de rejuvenecimiento del epigenoma podría ser importante para el tratamiento de enfermedades como la osteoporosis.
Calcio teñido (marrón oscuro) en las células madre de la médula ósea: Las células madre jóvenes (izquierda) producen más material para el hueso que las células madre viejas (centro). Pueden rejuvenecerse añadiendo acetato de sodio (derecha).
Andromachi Pouikli/Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns, 2021
Los cambios epigenéticos en la vejez aumentan el riesgo de osteoporosis y fracturas óseas
A medida que envejecemos, nuestros huesos se vuelven más delgados, sufrimos fracturas con más frecuencia y es más probable que aparezcan enfermedades óseas como la osteoporosis. Uno de los mecanismos responsables es el deterioro de la función de las células madre de la médula ósea, necesarias para mantener la integridad de los huesos. Investigadores del Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento y del Grupo de Excelencia para la Investigación del Envejecimiento (CECAD) de la Universidad de Colonia han demostrado ahora que la reducción de la función de las células madre al envejecer se debe a cambios en su epigenoma. Han podido revertir estos cambios en células madre aisladas mediante la adición de acetato. Esta fuente de juventud del epigenoma podría ser importante para el tratamiento de enfermedades como la osteoporosis.
Envejecimiento Los investigadores llevan tiempo estudiando la epigenética como causa de los procesos de envejecimiento. La epigenética estudia los cambios en la información genética y los cromosomas que no alteran la secuencia de los propios genes, pero sí afectan a su actividad. Una posibilidad son los cambios en las proteínas llamadas histonas, que empaquetan el ADN en nuestras células y controlan así el acceso al ADN. El grupo de investigación de Peter Tessarz en Colonia ha estudiado ahora el epigenoma de las células madre mesenquimales. Estas células madre se encuentran en la médula ósea y pueden dar lugar a distintos tipos de células, como las de cartílago, hueso y grasa.
Los cambios epigenéticos de las células madre que envejecen
"Queríamos saber por qué estas células madre producen menos material para el desarrollo y el mantenimiento de los huesos a medida que envejecemos, haciendo que se acumule más y más grasa en la médula ósea. Para ello, comparamos el epigenoma de las células madre de ratones jóvenes y viejos", explica Andromachi Pouikli, primer autor del estudio. "Pudimos comprobar que el epigenoma cambia significativamente con la edad. Los genes que son importantes para la producción de hueso se ven especialmente afectados".
Rejuvenecimiento del epigenoma
Los investigadores investigaron entonces si el epigenoma de las células madre podía rejuvenecerse. Para ello, trataron células madre aisladas de médula ósea de ratón con una solución nutritiva que contenía acetato de sodio. La célula convierte el acetato en un bloque de construcción que las enzimas pueden unir a las histonas para aumentar el acceso a los genes, potenciando así su actividad. "Este tratamiento provocó de forma impresionante el rejuvenecimiento del epigenoma, lo que mejoró la actividad de las células madre y condujo a una mayor producción de células óseas", afirmó Pouikli.
Para aclarar si este cambio en el epigenoma podría ser también la causa del mayor riesgo de fracturas óseas u osteoporosis en la vejez en los seres humanos, los investigadores estudiaron células madre mesenquimales humanas de pacientes tras una operación de cadera. Las células de pacientes de edad avanzada que también padecían osteoporosis mostraban los mismos cambios epigenéticos que los observados anteriormente en los ratones.
¿Un nuevo enfoque terapéutico contra la osteoporosis?
"El acetato de sodio también está disponible como aditivo alimentario, sin embargo, no es aconsejable utilizarlo en esta forma contra la osteoporosis, ya que nuestro efecto observado es muy específico para ciertas células. Sin embargo, ya existen las primeras experiencias con terapias de células madre para la osteoporosis. Un tratamiento con acetato también podría funcionar en ese caso. Sin embargo, todavía tenemos que investigar con más detalle los efectos en todo el organismo para excluir posibles riesgos y efectos secundarios", explica Peter Tessarz, que dirigió el estudio.
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