Una fuente molecular de juventud para el cerebro
Observados por primera vez los procesos de envejecimiento en "minicerebros
¿Qué ocurre en el cerebro cuando envejecemos? ¿Sería posible rejuvenecer las células nerviosas? En busca de respuestas a estas preguntas, un grupo de investigación de Innsbruck ha conseguido por primera vez observar cómo envejecen los minicerebros.
A medida que envejecemos, nuestro cerebro envejece con nosotros: nos cuesta más aprender cosas nuevas y a veces nos falla la memoria. Pero a veces los síntomas pueden ser menos inofensivos. El envejecimiento es un factor de riesgo para las enfermedades neurodegenerativas -como el Parkinson y el Alzheimer-, en las que las células nerviosas mueren con especial rapidez y en gran número. Se pierden irremediablemente funciones cerebrales importantes, ya que, a diferencia de las células de la piel, el organismo no puede reemplazar las neuronas una vez muertas.
De ahí que investigadores de todo el mundo busquen intervenciones que ralenticen el envejecimiento cerebral o mitiguen sus consecuencias. Pero aún queda mucho camino por recorrer, afirma Frank Edenhofer, director del grupo de investigación Genómica, Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa de la Universidad de Innsbruck: "Los procesos moleculares que intervienen en el envejecimiento neuronal siguen siendo en gran parte desconocidos. Sólo cuando comprendamos mejor estos procesos será posible desarrollar terapias que contrarresten las causas del Alzheimer y similares".
Procesos de envejecimiento en el "minicerebro"
En su camino hacia este objetivo, el investigador de células madre y su equipo han logrado un importante éxito: el grupo consiguió demostrar procesos típicos de envejecimiento en los llamados organoides cerebrales. Se trata de cerebros en miniatura tridimensionales que se aproximan más a la estructura del cerebro humano que los cerebros de ratón y los cultivos celulares bidimensionales. Por primera vez, los investigadores disponen de un modelo de tejido humano que les permite observar el envejecimiento del cerebro.
"Observamos procesos degenerativos típicos: daños oxidativos y otros relacionados con la edad en el ADN, así como una menor actividad mitocondrial", señala Edenhofer, y menciona la notable "erosión epigenética". "Las marcas epigenéticas dan identidad a las células. Hemos visto que estas marcas se pierden gradualmente. Como resultado, las neuronas afectadas 'olvidan' lo que son y dejan de funcionar". Esta observación pone de relieve la importancia de los cambios epigenéticos en el contexto del envejecimiento.
Recompensa a un planteamiento de investigación creativo
El equipo de investigación acaba de presentar los prometedores resultados para su publicación, una primera recompensa por haber superado numerosos retos: "Conseguir que los organoides envejecieran fue difícil. Dado que se generan a partir de células madre, se encuentran en un programa de desarrollo 'joven'", explica Frank Edenhofer. "Por tanto, tuvimos que forzar a las células a expresar una proteína llamada progerina, que induce el envejecimiento. Esto requirió muchos intentos". En humanos, la progerina desencadena el síndrome de Hutchinson-Gilford, que conduce a un envejecimiento extremadamente prematuro.
Los esfuerzos de los investigadores han dado sus frutos: una vez establecido, el modelo organoide es ahora el punto de partida de estudios de seguimiento que mejorarán nuestra comprensión del envejecimiento neuronal. El equipo espera identificar nuevos genes que desempeñen un papel en este proceso. Ya se han encontrado indicios de ello en el perfil de las actividades génicas de los organoides: "Vemos algunos genes inesperados que aún no se habían descrito en el contexto del envejecimiento cerebral", afirma Edenhofer.
El objetivo: rejuvenecer el cerebro
Edenhofer también explora un "tema candente" en la investigación de la longevidad: "Si podemos envejecer artificialmente las células, ¿podemos también rejuvenecerlas?". Se trata de la idea de reiniciar el programa de desarrollo de las células: las neuronas viejas y diferenciadas se reprogramarían así en células madre cerebrales, lo que permitiría la autorenovación del tejido cerebral. El equipo de investigación ya está dando los primeros pasos hacia este gran objetivo, como informa Edenhofer: "Estamos utilizando un cóctel de genes que sabemos que puede reprogramar células en ratones. Hemos hallado indicios iniciales de que este "cóctel de rejuvenecimiento" invierte la erosión epigenética de las neuronas."
Edenhofer cree que pasará mucho tiempo antes de que exista una cura de rejuvenecimiento para el cerebro en forma de medicamento. Se muestra crítico con la idea de tratar el envejecimiento como una enfermedad: "Hay una gran diferencia entre los signos normales y patológicos del envejecimiento". Uno de los objetivos del grupo de investigación es curar estos últimos, pero también retrasar el envejecimiento normal mediante medidas preventivas específicas. "Quizá algún día sea posible apoyar específicamente la prevención con medicación. Nuestra investigación nos ayuda a entender cómo nuestro comportamiento diario -como la dieta y el ejercicio- influye en la epigenética y la aptitud mitocondrial." Por el momento, la mejor "fuente de la juventud" sigue siendo un estilo de vida activo, para que nuestro cerebro envejezca de la forma más saludable posible.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Angeliki Spathopoulou, Martina Podlesnic, Laura De Gaetano, Elena Marie Kirsch, Marcel Tisch, Francesca Finotello, Ludwig Aigner, Katharina Günther, Frank Edenhofer; "Single-cell Profiling of Reprogrammed Human Neural Stem Cells Unveils High Similarity to Neural Progenitors in the Developing Central Nervous System"; Stem Cell Reviews and Reports, Volume 20, 2024-3-22
Julianne Beirute-Herrera, Beatriz López-Amo Calvo, Frank Edenhofer, Christopher Esk; "The promise of genetic screens in human in vitro brain models"; Biological Chemistry, Volume 405, 2023-9-12
Más noticias del departamento ciencias
