Keiko Kono espera ver un futuro en el que las personas estén esencialmente sanas hasta el día de su muerte.
Cree que su reciente investigación —que demuestra que los daños en la membrana celular favorecen el envejecimiento celular— podría servir de modelo a científicos de todo el mundo para encontrar la forma de lograrlo.
Su artículo se ha publicado recientemente en Nature Aging.
Los daños en la membrana cambian el destino de las células
«He descubierto un nuevo desencadenante del envejecimiento celular», declaró Kono, profesora adjunta de Membranología del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), a The Epoch Times, al describir la culminación de sus diez años de investigación. La Sra. Kono espera que el descubrimiento impulse nuevas investigaciones y futuros fármacos que ayuden a prevenir el daño de las membranas.
Las células humanas están rodeadas por una frágil membrana de 5 nanómetros de grosor comparable a la vigésima parte de una pompa de jabón, explicó Kono. En consecuencia, las células se dañan fácilmente por una multitud de factores de estrés internos y externos. Para proteger al organismo de las enfermedades y mantenerse con vida, las células están equipadas con vías de reparación que reparan hasta cierto punto los daños en la membrana.
Hasta ahora, se creía que el daño mecánico a la membrana celular desencadenaba dos resultados celulares simples: la recuperación o la muerte. En el estudio de Kono, los investigadores descubrieron un tercer resultado —la senectud celular o envejecimiento de las células.
«Inicialmente, no pretendía abordar la cuestión del envejecimiento ni nada parecido. Sólo quería responder a una pregunta fundamental: cómo reparan nuestras células los daños en las membranas», explica Kono. «Acabamos descubriendo que el daño en la membrana celular, en cierto sentido, cambia el destino de las células».
La Sra. Kono y sus colegas utilizaron levaduras en ciernes y fibroblastos humanos normales, o material celular fibroso que sostiene y conecta otros tejidos u órganos.
Según la Sra. Kono, la clave para determinar el destino de las células es el alcance del daño y la subsiguiente afluencia de iones de calcio, que pueden controlar la excitabilidad celular, la liberación de neurotransmisores o la transcripción de genes.
A diferencia de las células cancerosas, que se dividen ilimitadamente, las células normales no cancerosas tienen una capacidad limitada de división celular: unas 50 veces antes de que la división se detenga irreversiblemente y las células entren en un estado conocido como senescencia celular. Las células senescentes siguen siendo metabólicamente activas —o realizando los procesos químicos necesarios para mantenerse vivas— pero, a diferencia de las células jóvenes y sanas, producen proteínas que aumentan la respuesta inmunitaria tanto en tejidos cercanos como en órganos distantes.
La senescencia celular interviene en procesos de todo el organismo, como la reparación de heridas, la división celular y el crecimiento celular. Pero una senescencia prolongada puede ser inadaptada y provocar cáncer, daños en el ADN, cambios en el funcionamiento de los genes y enfermedades relacionadas con la edad.
Los investigadores han creído durante mucho tiempo que varios tipos de estrés inducen la senescencia celular a través de la activación de la respuesta al daño del ADN, dijo la Sra. Kono. Sin embargo, su estudio reveló que el daño en la membrana celular induce la senescencia celular a través de un mecanismo diferente. Estos hallazgos pueden contribuir a desarrollar una estrategia para lograr una longevidad saludable en el futuro.
¿Puede la IA detectar las células senescentes?
El estudio de las células senescentes no es nuevo.
Según la Sra. Kono, cada descubrimiento añade herramientas a la lucha definitiva de los investigadores contra el envejecimiento. «La ciencia es como construir una pirámide. Sólo estamos poniendo un bloque en la base», dijo Kono. «Así que eso es lo que estoy haciendo, y los demás científicos de este mundo, de cualquier parte de este mundo, lo leerán y pondrán otro bloque, y la pirámide subirá más y más, y alguien construirá el fármaco que contribuirá a la longevidad y la salud. Eso es lo que espero».
De hecho, los investigadores llevan años intentando descubrir el papel de las células senescentes y lo que se necesita para reparar el daño celular para un envejecimiento saludable. Ahora están explorando nuevas vías, entre ellas el uso de la inteligencia artificial (IA).
En un estudio publicado en febrero en Nature Communications, investigadores del Medical Research Council Laboratory of Medical Science (LMS), en colaboración con el Imperial College de Londres y la División de Inflamación Crónica y Cáncer del Centro Alemán de Investigación Oncológica (DKFZ) de Alemania, idearon una familia de algoritmos de aprendizaje automático que aprovechan los cambios nucleares asociados a la senescencia e identifican las células senescentes. En un comunicado de prensa, los autores afirmaron que el avance «promete revolucionar los tratamientos contra el cáncer y el envejecimiento al facilitar el desarrollo de terapias dirigidas a las células senescentes».
Los investigadores señalaron que, aunque los grandes avances han producido resultados prometedores en la investigación de la senescencia, los científicos se han visto obstaculizados por la falta de formas fiables de determinar la senescencia. En su estudio, los investigadores utilizaron características de la morfología nuclear de las células senescentes para diseñar clasificadores de aprendizaje automático que, según ellos, predicen con precisión la senescencia inducida por diversos factores de estrés en distintos tipos de células y tejidos.
Los investigadores han descrito el uso de «clasificadores» de senescencia para caracterizar fármacos que eliminan las células senescentes, denominados senolíticos, o para buscar fármacos que induzcan selectivamente la senescencia en células cancerosas pero no en células normales.
«Prácticamente todos los tipos de células pueden entrar en un estado senescente, pero no ha sido fácil determinar qué aspecto tiene la senescencia a nivel celular y cómo puede identificarse de forma fiable en miles de tipos celulares», afirman los autores en el comunicado de prensa.
Pero con los recientes avances en el aprendizaje automático y la IA, los investigadores del LMS descubrieron que podían analizar los rasgos distintivos de la senescencia para confirmar la presencia de células senescentes. También han demostrado que sus algoritmos pueden adaptarse para funcionar en células cultivadas en laboratorio para investigación y en muestras de tejido obtenidas de hígados de ratón y de pacientes con enfermedad del hígado graso.
Científicos de todo el mundo se han centrado en las células senescentes para tratamientos contra el cáncer y el envejecimiento.
«Experimentos preliminares en modelos animales han demostrado que la esperanza de vida y la salud de los animales aumentan cuando se les trata con los llamados fármacos ‘senolíticos’, que atacan y eliminan las células senescentes», escriben los investigadores en el comunicado de prensa.
En lo que denominaron «una nueva era de terapias senolíticas», los autores del estudio afirmaron que podrían utilizar sus clasificadores de senescencia para identificar senolíticos o inducir selectivamente la senescencia en células cancerosas en el tubo de ensayo. La herramienta también les permitió examinar un catálogo de más de 600 fármacos en busca de actividad senolítica, identificando varios nuevos fármacos terapéuticos potenciales.
Ralentizar el envejecimiento celular
La Sra. Kono afirmó que es probable que la búsqueda de formas de vivir más tiempo y con mejor salud se produzca más pronto que tarde. «Normalmente, este tipo de cosas ocurren dentro de 30 o 40 años, pero la investigación sobre el envejecimiento está bastante acelerada últimamente», dijo la Sra. Kono. «Hay mucha gente inteligente trabajando en ello. Así que espero que dentro de 10 o 15 años podamos desarrollar algún fármaco o suplemento que realmente prolongue la vida sana de los seres humanos en la Tierra, en este mundo real».
La Sra. Kono dijo que, aunque los seres humanos morirán, tenemos mucho que esperar mientras vivimos, por ejemplo, no padecer enfermedades incurables y dolorosas hasta la muerte. «Podemos aspirar a una longevidad saludable. Esta investigación no va a alargar la vida hasta los 400 ó 500 años. Esa no es la dirección de nuestra investigación. La dirección de nuestra investigación es que estés sano hasta el final de tu vida».
La Sra. Kono comparó el resultado con las historias que se oyen sobre una persona mayor que se siente «un poco somnolienta» y se acuesta. Un rato después, su cónyuge entra en la habitación y descubre que ha fallecido, tranquila y cómodamente.
La Sra. Kono señala a la rata topo desnuda como un animal que vive sano toda su vida. Su sistema social es como el de una hormiga o una abeja, que vive en sociedades muy organizadas y complejas. También puede vivir hasta los 30 años, una esperanza de vida aproximadamente 10 veces superior a la de una rata media. No padece cáncer y mantiene la fertilidad hasta el final de su vida.
Hay muchos mecanismos que explican por qué la rata topo desnuda vive tanto y goza de buena salud, afirma Kono, y tiene intención de averiguar más. «Por un lado, tienen un mecanismo de reparación del ADN más robusto. Otra cosa es que sus células senescentes o envejecidas no se acumulan en sus cuerpos». Especula además que sus células pueden tener más amortiguación y sufrir menos daños.
La dirección inicial de la investigación era matar las células senescentes, dijo Kono, pero eso podría causar efectos secundarios. En su lugar, espera centrarse en prevenir los daños mecánicos, frenando así la producción de células senescentes. «Así se puede mantener la salud durante más tiempo. En última instancia, ésa es la dirección en la que voy».
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