el "reloj del envejecimiento" revela los procesos de envejecimiento de las células inmunitarias
Un equipo de investigadores crea un modelo informático basado en IA que hace visible por primera vez el envejecimiento a nivel celular
No sólo nuestro cuerpo cambia con la edad, sino también nuestro sistema inmunitario. Un estudio reciente dirigido por el Centro de Medicina Individualizada de las infecciones (CiiM) muestra exactamente cómo envejecen las células inmunitarias y cómo pueden influir en este proceso las infecciones y las vacunas. El CiiM es una iniciativa conjunta del Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones (HZI) y la Facultad de Medicina de Hannover (MHH). Utilizando un enfoque de big data, los investigadores han desarrollado un modelo informático denominado "Reloj de envejecimiento inmunitario unicelular", que puede utilizarse para determinar los procesos de envejecimiento dentro de las células inmunitarias individuales. Los científicos ponen este innovador reloj de envejecimiento a libre disposición de los investigadores. Esperan que sirva de herramienta útil para comprender mejor los procesos de envejecimiento del sistema inmunitario, sobre todo en el contexto de las enfermedades infecciosas y los trastornos inmunitarios. El estudio se ha publicado en la revista Nature Aging.
A medida que envejecemos, nuestro sistema inmunitario también envejece. Nos volvemos más susceptibles a las infecciones, las vacunas funcionan peor y aumenta el riesgo de desarrollar trastornos relacionados con el sistema inmunitario, como las enfermedades autoinmunes. "Para entender mejor cómo y dónde cambia exactamente el sistema inmunitario con la edad y qué factores desencadenan o aceleran los procesos de envejecimiento, tenemos que centrarnos en los protagonistas de nuestro sistema inmunitario: las células inmunitarias", afirma el profesor Yang Li, jefe del departamento de "Biología Computacional para la Medicina Individualizada" y director del CiiM.
La pregunta de investigación que perseguía el equipo de Yang Li era: ¿Cómo es el proceso de envejecimiento en los distintos tipos de células inmunitarias? Para su estudio, los científicos utilizaron miles de conjuntos de datos del transcriptoma de cinco tipos diferentes de células inmunitarias procedentes de fuentes bibliográficas y de datos de libre acceso. El llamado transcriptoma es el conjunto de todos los genes activos en una célula en un momento dado. En total, los investigadores tuvieron acceso a conjuntos de datos de más de dos millones de células inmunitarias procedentes de muestras de sangre tomadas a unas mil personas sanas de entre 18 y 97 años. A continuación utilizaron el aprendizaje automático para crear un modelo informático. A este modelo lo denominan "Reloj del envejecimiento inmunitario unicelular".
"Pudimos identificar genes específicos para cada tipo de célula inmunitaria que intervienen en procesos inmunológicos importantes y cuya actividad cambia durante el proceso de envejecimiento. Éstos sirven como genes marcadores del tipo de célula inmunitaria correspondiente y como referencia en la posterior aplicación del modelo", explica Yang Li. "Por cierto, los genes que identificamos desempeñan un papel decisivo en el desarrollo de procesos inflamatorios. Es bien sabido que los procesos de envejecimiento están especialmente asociados a los procesos inflamatorios. Con nuestro estudio pudimos confirmarlo una vez más".
A continuación, el equipo de investigación aplicó el reloj del envejecimiento en dos estudios de casos utilizando datos de pacientes. Querían averiguar cómo afecta una infección por COVID-19 o una vacuna contra la tuberculosis a los procesos de envejecimiento en los distintos tipos de células inmunitarias. En los pacientes con COVID-19, los procesos de envejecimiento sólo eran evidentes en un tipo de célula inmunitaria, los llamados monocitos. Sin embargo, en las personas con un curso leve de la enfermedad, el envejecimiento era significativamente menos pronunciado. "Nuestros resultados sugieren que las infecciones graves pueden hacer que nuestras células inmunitarias envejezcan más rápidamente", afirma Yang Li. "Pero -y esto es una buena noticia- estos cambios parecen ser reversibles: Al cabo de unas tres semanas, a medida que los pacientes de COVID-19 se recuperan lentamente, los monocitos empiezan a recuperar su perfil de edad original."
En el segundo estudio de caso, los investigadores utilizaron el reloj del envejecimiento para observar la edad de distintos tipos de células inmunitarias en personas que habían sido vacunadas contra la tuberculosis. Aquí, el equipo descubrió una correlación interesante: La vacunación tuvo efectos muy diferentes en un tipo de células inmunitarias, las llamadas células T CD8, dependiendo del grado de inflamación del organismo. Sin embargo, en personas con altos niveles de inflamación, la vacunación tuvo un efecto rejuvenecedor sobre las células inmunitarias.
"El Reloj del Envejecimiento Inmunitario Unicelular abre por primera vez perspectivas increíblemente interesantes sobre los procesos de envejecimiento celular en diferentes tipos de células inmunitarias", afirma Yang Li. "Es una poderosa herramienta que podría utilizarse en el futuro para descubrir nuevas dinámicas del envejecimiento inmunitario, comprender mejor los efectos de las infecciones y las vacunas y desarrollar nuevos enfoques para terapias y medidas preventivas que promuevan un envejecimiento saludable."
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
Wenchao Li, Zhenhua Zhang, Saumya Kumar, Javier Botey-Bataller, Martijn Zoodsma, Ali Ehsani, Qiuyao Zhan, Ahmed Alaswad, Liang Zhou, Inge Grondman, Valerie Koeken, Jian Yang, Gang Wang, Sonja Volland, Tania O. Crişan, Leo A. B. Joosten, Thomas Illig, Cheng-Jian Xu, Mihai G. Netea, Yang Li; "Single-cell immune aging clocks reveal inter-individual heterogeneity during infection and vaccination"; Nature Aging, 2025-3-5
Más noticias del departamento ciencias
