Sin embargo, la próxima vez que Chua examinó la médula de ratones de 2 años, encontró una falla impactante en este sistema de gestión de desechos. Los ratones más viejos perdieron casi por completo su capacidad para formar agresomas: al menos el 70 por ciento de las células madre en los ratones jóvenes lo hacen, pero solo el 5 por ciento en los ratones viejos. En cambio, los ratones viejos pasaron a usar más proteosomas, un movimiento que Signer compara con golpear una llanta de repuesto en un automóvil viejo. “Eso definitivamente fue una sorpresa”, dice Signer. Robert Signer se ve a sí mismo como un mecánico de automóviles para células humanas. El profesor de medicina regenerativa de la UC San Diego está intrigado por los escurridizos secretos de las células madre en nuestra sangre. Estas son una clase de entidades rejuvenecedoras que reponen los suministros de plaquetas y glóbulos rojos y blancos. Su trabajo es ayudar a mantener nuestros cuerpos saludables, pero a medida que envejecemos, su rendimiento disminuye. Cuando fallan, pueden provocar cánceres de sangre, anemia, problemas de coagulación y problemas inmunológicos. El trabajo de Signer es entender por qué, y cree que la respuesta tiene que ver con cómo manejan su basura.
Los biólogos saben desde hace mucho tiempo que las células madre funcionan muy bien, pero no saben cómo. Entonces, escribiendo en la revista Cell Stem Cell en marzo, el equipo de Signer informó una mirada de cerca a lo que sucede dentro de las células madre de ratones jóvenes y viejos. ("No puedes ser un buen mecánico si nunca has mirado debajo del capó", dice Signer).
Las células usan proteasomas, complejos de proteínas que contienen enzimas que mastican inmediatamente sus proteínas mal plegadas. Pero el laboratorio de Signer había encontrado previamente que, al igual que las células madre neurales, las células madre sanguíneas en ratones jóvenes no dependen mucho de los proteasomas. En este nuevo experimento, Chua y Signer descubrieron que, en lugar de descomponer las proteínas mal plegadas de inmediato, las células madre las eliminaron y las juntaron en montones, como pequeños depósitos de chatarra. Más tarde, los desintegraron con un complejo proteico diferente llamado agresoma. “Creemos que al almacenar estas proteínas mal plegadas en un solo lugar, básicamente están reteniendo esos recursos para cuando los necesiten”, dice Signer. Recolectar montones de desechos puede permitir que las células controlen el ritmo de su reciclaje y, como resultado, eviten vivir demasiado rápido o demasiado lento.
Esta distinción entre enzimas, por rara que suene, podría resultar crucial para los esfuerzos por aprovechar las células madre como terapias antienvejecimiento porque va en contra de las suposiciones anteriores. “Digamos que quiere diseñar una célula madre para la medicina regenerativa”, dice Dan Jarosz, biólogo de sistemas de la Universidad de Stanford que no participó en el trabajo. "Antes de leer esto, podría haber pensado que algo realmente bueno sería aumentar la actividad del proteasoma". Una célula madre sana mantiene un estricto control sobre la producción y destrucción de proteínas, y esta capacidad de mantener lo que los investigadores llaman "homeostasis de proteínas" es lo que se desvanece con la edad. “Creemos que si podemos intervenir y evitar que esto suceda, o mejorar la capacidad de las células madre para mantener la homeostasis de esta proteína, entonces podríamos prevenir la disminución de la función de las células madre y las enfermedades asociadas con esos cambios. ”, dice Firmante. Nuestras células ensamblan alrededor de 20 000 proteínas específicas que nos permiten hacer de todo, desde digerir lácteos hasta eliminar tumores. Pero el proceso no es perfecto. Cuando las células se equivocan, terminan con lo que es esencialmente basura: proteínas con aminoácidos faltantes, adicionales o incorrectos en sus cadenas. Estos pueden adoptar formas inesperadas y funcionar mal, o algo peor. “Empiezan a unirse y forman estos agregados”, dice Signer. Los agregados engoman la máquina. Las proteínas mal plegadas en realidad pueden ser tóxicas. (Los investigadores han relacionado la enfermedad de Alzheimer con grumos de proteína pegados). Este cambio en la maquinaria de control de desechos es una mala noticia para las células madre. Los ratones que fueron modificados genéticamente para no almacenar su basura tenían cuatro veces menos células madre sobrevivientes en su médula ósea en la vejez. Sugiere que esas células están envejeciendo y expirando más rápido que antes. Esta revelación ofrece una idea de por qué envejecemos y qué maquinaria celular crítica debemos mantener en funcionamiento para combatir las enfermedades relacionadas con la edad, según Maria Carolina Florian, bióloga de células madre de la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados que no participó en el trabajo. . Para Florian, sugiere la posibilidad de crear medicamentos que puedan mantener este control de las células madre. Parece particularmente importante, dice, "debido a esta posibilidad de ser un objetivo, para poder revertir el envejecimiento".
Por su parte, Signer imagina un fármaco que mantiene el equipo que utilizan las células madre para convertir en abono proteínas deformadas; aún no sabe qué sería, pero el nuevo experimento da a los investigadores una idea de dónde buscar. Descubrir que el sistema de recolección de basura de las células madre se desmorona a medida que las células envejecen es importante, dice, porque identificar lo que va mal con la edad nos da una idea de cómo apuntar a soluciones futuras. Signer y Florian admiten que cualquier medicamento destinado a mantener las células jóvenes y activas conlleva cierto riesgo de cáncer. Las células más viejas activan genes que previenen tumores y suprimen las células madre. Es posible que ayudar a las células madre a sobrevivir en la vejez ayude a las células cancerosas a hacer lo mismo.