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SALUD. Fuente de juventud para el envejecimiento de las células madre de la médula ósea

 

Calcio teñido (marrón oscuro) en las células madre de la médula ósea: las células madre jóvenes (izquierda) producen más material para los huesos que las células madre viejas (centro). Se pueden rejuvenecer agregando acetato de sodio (derecha). Fuente: Pouikli / Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento

A medida que envejecemos, nuestros huesos se vuelven más delgados, sufrimos fracturas con más frecuencia y es más probable que ocurran enfermedades de los huesos como la osteoporosis. Un mecanismo responsable implica la función deteriorada de las células madre de la médula ósea, que son necesarias para el mantenimiento de la integridad ósea. Investigadores del Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento y el Grupo de Excelencia CECAD para la Investigación del Envejecimiento en la Universidad de Colonia han demostrado ahora que la función reducida de las células madre al envejecer se debe a cambios en su epigenoma. Pudieron revertir estos cambios en células madre aisladas mediante la adición de acetato. Esta fuente de juventud para el epigenoma podría volverse importante para el tratamiento de enfermedades como la osteoporosis.

Los investigadores han estado considerando la epigenética como una causa de los procesos de envejecimiento durante algún tiempo. La epigenética analiza los cambios en  y los cromosomas que no alteran la secuencia de los genes en sí mismos, pero sí afectan su actividad. Una posibilidad son los cambios en las proteínas llamadas histonas, que empaquetan el ADN en nuestras células y, por lo tanto, controlan el acceso al ADN. El grupo de investigación de Colonia de Peter Tessarz ha estudiado el epigenoma de las células  mesenquimalesEstas células madre se encuentran en la  ósea y pueden dar lugar a diferentes tipos de células como cartílago, hueso y células grasas.

Los cambios epigenéticos del envejecimiento de las células madre

Los investigadores querían saber por qué estas células madre producen menos material para el desarrollo y mantenimiento de los huesos a medida que envejecemos, lo que hace que se acumule más y más grasa en la médula ósea. Para ello, compararon el epigenoma de las células madre de jóvenes y . Observaron que el epigenoma cambia significativamente con la edad. Los genes que son importantes para la producción ósea se ven particularmente afectados.

Rejuvenecimiento del epigenoma

Luego, los investigadores investigaron si el epigenoma de las células madre podría rejuvenecerse. Para hacer esto, trataron células madre aisladas de la  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, lo que aumenta su actividadEste tratamiento hizo que el epigenoma se rejuveneciera de manera impresionante, mejorando la actividad de las células madre y conduciendo a una mayor producción de células óseas.

Para aclarar si este cambio en el epigenoma también podría ser la causa del mayor riesgo en la vejez de fracturas óseas u osteoporosis en humanos, los investigadores estudiaron células madre mesenquimales humanas de pacientes después de una cirugía de cadera. Las células de pacientes ancianos que también padecían osteoporosis mostraron los mismos cambios epigenéticos que se observaron previamente en los ratones.

¿Un nuevo enfoque terapéutico contra la osteoporosis?

El acetato de sodio también está disponible como , sin embargo, no es recomendable usarlo en esta forma contra la osteoporosis, ya que nuestro efecto observado es muy específico para ciertas células. No obstante, ya existen primeras experiencias con terapias con células madre para la osteoporosis. Un tratamiento de este tipo con acetato también podría funcionar en tal 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, quien dirigió el estudio.

Más información: Pouikli, A. et al, Chromatin remodeling due to degradation of citrate carrier impairs osteogenesis of aged mesenchymal stem cells, Nat Aging (2021). doi.org/10.1038/s43587-021-00105-8

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