A medida que las personas envejecen, los cambios visibles como las canas y los músculos más débiles son sólo una parte de la historia. El envejecimiento también afecta al sistema inmunológico. Una razón importante es que las células madre responsables de producir sangre y células inmunitarias pueden acumular mutaciones genéticas con el tiempo, aumentando el riesgo de cáncer y otros problemas de salud.
Los científicos de la Universidad de Illinois en Chicago han identificado un proceso biológico clave detrás de este cambio. Escribiendo en el diario Sangrelos investigadores informan que el envejecimiento está relacionado con la disminución de los niveles de una proteína llamada factor plaquetario 4. Aún más sorprendente, la restauración de esta proteína en las células sanguíneas más viejas revirtió varios signos del envejecimiento celular. Los hallazgos sugieren un nuevo objetivo potencial para el tratamiento de trastornos de la sangre y del sistema inmunológico relacionados con la edad.
El papel de las células madre sanguíneas en la salud inmunológica
Las células madre hematopoyéticas, a menudo llamadas células madre sanguíneas, residen en la médula ósea y sirven como base de la sangre y del sistema inmunológico del cuerpo. Estas células raras generan todos los tipos principales de sangre y células inmunitarias necesarias para el transporte de oxígeno y la protección contra infecciones.
«Nuestras células madre hematopoyéticas son muy raras», dijo Sandra Pinho, profesora asociada de farmacología y medicina regenerativa de la Facultad de Medicina de la UIC. «Los llamamos el Santo Grial del sistema inmunológico».
En personas más jóvenes, estas células madre mantienen un equilibrio saludable. Producen células mieloides, que incluyen glóbulos rojos y algunas células inmunitarias, así como células linfoides, como las células T y B, que desempeñan un papel central en la lucha contra las infecciones.
Por qué las células madre envejecidas pierden el equilibrio
A medida que el cuerpo envejece, las células madre sanguíneas comienzan a favorecer la producción de células mieloides mientras generan menos células linfoides. Este cambio altera la función inmune y debilita la capacidad del cuerpo para responder a las enfermedades.
«Esa es una de las razones por las que, normalmente, las personas mayores no son utilizadas como donantes para trasplantes de médula ósea, porque sus células madre no son tan potentes», dijo Pinho.
Este desequilibrio no sólo afecta la inmunidad sino que también aumenta la vulnerabilidad a las enfermedades relacionadas con la edad.
Factor plaquetario 4 y control de células madre
A través de estudios en ratones y muestras de médula ósea humana, los investigadores descubrieron que el factor plaquetario 4 desempeña un papel central en la regulación del comportamiento de las células madre sanguíneas. En personas más jóvenes y animales, la proteína actúa como una molécula de señalización que limita la frecuencia con la que se dividen las células madre. Este control es especialmente importante para las células madre que producen células mieloides.
Con la edad, las células inmunitarias producen menos factor plaquetario 4. Como resultado, las células madre se dividen con más frecuencia y sin una regulación adecuada.
«Cuando las células madre comienzan a dividirse con más frecuencia de lo que deberían, y si su proliferación no está regulada, pueden acumular mutaciones con el tiempo», dijo Pinho.
En los humanos, estas mutaciones están relacionadas con la inflamación crónica, un mayor riesgo de cáncer de sangre e incluso enfermedades cardiovasculares.
Revertir los signos del envejecimiento inmunológico en el laboratorio
El equipo descubrió que la restauración del factor plaquetario 4 podría contrarrestar estos cambios relacionados con la edad. Los ratones más viejos recibieron infusiones sanguíneas diarias de la proteína durante más de un mes. Después del tratamiento, su sangre y sus células inmunes mostraron un comportamiento y características más típicas de animales mucho más jóvenes.
Se observaron efectos similares en experimentos de laboratorio con células madre humanas. Cuando se añadió factor plaquetario 4 a células humanas envejecidas, los investigadores observaron una clara mejora en la función de las células madre.
«Rejuveneció el envejecimiento del sistema sanguíneo», dijo Pinho.
Lo que esto significa para el envejecimiento y las enfermedades
Si bien los resultados son prometedores, no se espera que el factor plaquetario 4 por sí solo revierta el envejecimiento en todo el cuerpo ni extienda significativamente la esperanza de vida humana.
Aunque el efecto fue fuerte, el factor plaquetario 4 no será una solución milagrosa que revierta el envejecimiento de todos los tejidos y prolongue la vida útil de los pacientes humanos de edad avanzada por sí solo, afirmó Pinho. Sin embargo, podría formar parte de estrategias más amplias destinadas a mejorar las condiciones relacionadas con la edad.
«Es una evidencia clara de que es posible revertir, intrínsecamente, ciertos trastornos asociados con la edad», afirmó Pinho.
Sen Zhang, becario postdoctoral en el laboratorio Pinho, es el primer autor del estudio. La investigación fue codirigida por Constantinos Chronis del Departamento de Bioquímica y Genética Molecular, quien también fue coautor correspondiente. Otros contribuyentes de la UIC incluyen a Charles Ayemoba, Anna Di Staulo, Kenneth Joves, Chandani Patel, Eva Leung, Maura Bueno, Xiaoping Du y Sang-Ging Ong.