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Las células madre pueden crear una barrera contra el envejecimiento cerebral

Un equipo de científicos de la Universidad de Zurich esta trabajando con células madre de modo exitoso


Las células madre neurales generan nuevas neuronas durante toda la vida en el cerebro de los mamíferos. Sin embargo, con el avance de la edad la potencia de regeneración del cerebro disminuye drásticamente. Los científicos de la Universidad de Zurich ahora han identificado un nuevo mecanismo de cómo las células madre neurales permanecen relativamente libres de daño inducido por el envejecimiento. Una barrera de difusión regula la clasificación de las proteínas dañadas durante la división celular. Por Laura Villasán.




La división de las células madre neurales (señalada con una línea blanca) consiste en la formación de una barrera de difusión en el retículo endoplasmático, durante la división celular. La barrera asegura una proliferación apropiada. Fuente: UZH.
La división de las células madre neurales (señalada con una línea blanca) consiste en la formación de una barrera de difusión en el retículo endoplasmático, durante la división celular. La barrera asegura una proliferación apropiada. Fuente: UZH.
La levadura es buena para hacer el vino, el pan y la cerveza. Pero también es un buen modelo para el estudio de las células madre neuronales del cerebro de los mamíferos.

Se sabía que, con cada división, los factores de envejecimiento celular se distribuyen de forma asimétrica entre la célula madre y las células hijas, lo que permite el rejuvenecimiento y la duración plena de la vida de la hija, independiente de la edad de la célula madre.

Gracias a los estudios realizados, se ha tenido conocimiento de que al menos el responsable parcial de esto es la presencia de una barrera de difusión que restringe el movimiento de las moléculas de un lado al otro lado de la célula durante la división celular.

Una barrera protectora

Investigar sobre el envejecimiento cerebral es algo que se encuentra en pleno auge. Por ejemplo, en un experimento recogido en un artículo de Tendencias 21 y realizado por la Universidad de California se consiguió anteriormente transplantar neuronas GABA haciendo que los procesos cerebrales antiguos se volvieran jóvenes.

Ahora, un grupo de científicos dirigido por Sebastián Jessberger del Instituto de Investigación del Cerebro de Zurich ha demostrado ahora que también las células madre del cerebro de un ratón adulto segregan factores de envejecimiento de modo asimétrico entre la madre y las células hijas.
 
El responsable de esto es una barrera de difusión en el retículo endoplásmico (un sistema de canales dentro de la célula que es importante, por ejemplo, para la síntesis de proteínas y el transporte). Esta barrera evita la retención de las proteínas dañadas en las células madre al transferirse a las células hija mantiene las células madre de la hija relativamente limpias.
 
 "Las divisiones de las células madre neuronales parecen ser que se realiza de manera mucho más asimétrica que de lo que habíamos anticipado previamente", dice Darcie Moore en una nota de prensa publicada por la Universidad de Zurich. Moore es postdoctorado en el grupo de Sebastián Jessberger y autor principal del estudio.

Además, los autores del nuevo estudio publicado en Science encontraron que la fuerza de la barrera se debilita con el avance de la edad. Esto conduce a la reducción de la asimetría de la segregación de proteína dañada con el aumento de la edad de la célula madre.

Este podría ser uno de los mecanismos responsables de la reducción en la capacidad de regeneración en el cerebro envejecido, ya que las células madre que retienen grandes cantidades de proteínas dañadas requieren más tiempo para la siguiente división celular.

Las células madre segregan asimétricamente proteínas dañadas (en rojo) entre la célula madre y las células hijas (a la izquierda: ADN en gris). La responsable de esto es una barrera de difusión cuya fuerza se debilita con el avance de la edad. Este hecho propicia una asimetría reducida en la segregación de la proteína dañada (a la derecha). Fuente: UZH.
Las células madre segregan asimétricamente proteínas dañadas (en rojo) entre la célula madre y las células hijas (a la izquierda: ADN en gris). La responsable de esto es una barrera de difusión cuya fuerza se debilita con el avance de la edad. Este hecho propicia una asimetría reducida en la segregación de la proteína dañada (a la derecha). Fuente: UZH.
Avance contra las enfermedades degenerativas

Sebastián Jessberger señala que: “Este es un nuevo mecanismo emocionante involucrado en la división de células madre y el envejecimiento. Pero a partir de ahora sólo estamos empezando a entender los componentes moleculares y el verdadero significado de la barrera para la división de células madre en el cerebro”.

Una pregunta clave que se plantea es si la barrera se establece en todas las células madre somáticas del cuerpo. La respuesta a esta pregunta puede abrir nuevas rutas para apuntar alteraciones dependientes de la edad en la actividad de las células madre durante las enfermedades humanas.

Algunas de las enfermedades que pueden ser tratadas gracias a esta investigación son, principalmente, las de carácter degenerativo como el párkinson, alzhéimer y demencia senil entre otras.

La enfermedad de Parkinson afecta en España a una media de 120.000 habitantes. La incidencia en estudios de cohortes muestra tasas entre 10 y 15 nuevos casos cada mil personas al año para la aparición de cualquier forma de demencia y entre 5 a 8 para la aparición del alzhéimer.

Es decir, la mitad de todos los casos nuevos de demencia cada año son pacientes con alzhéimer. Este año, la Primera Conferencia Ministerial de la OMS sobre la Acción Mundial contra la Demencia estimó en 47.5 millones el número de casos en el mundo.
 
Otros investigadores involucrados en el presente estudio han sido Gregor-Alexander Pilz, Instituto de Investigación del Cerebro, UZH, Marcos Arauzo-Bravo, Instituto de Investigación Sanitaria Biodonostia, San Sebastián e Yves Barral, Instituto de Bioquímica de la ETH Zurich. El trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional Suiza de Ciencia, el Centro de Neurociencias de Zurich UZH y ETH Zurich, el Programa de Investigador Joven EMBO, el programa ETH Fellow, el ERC y el Human Frontier Science Program.

Referencia bibliográfica:

D. L. Moore, G. A. Pilz, M. J. Araúzo-Bravo, Y. Barral, S. Jessberger. A mechanism for the segregation of age in mammalian neural stem cellsScience (2015). DOI: 10.1126/science.aac9868.


 


Lunes, 21 de Septiembre 2015
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