Barrera contra el envejecimiento cerebral pueden crear las células madre neurales

Barrera contra el envejecimiento cerebral pueden crear las células madre neurales

  • Científicos de la Universidad de Zurich han identificado un nuevo mecanismo  por el que las células madre neurales permanecen relativamente libres de daño inducido por el envejecimiento
  • Importante avance contra las enfermedades neurodegenerativas que cada año causan 6,8 millones de muertes en el mundo
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.

En el cerebro de los mamíferos las células madre neurales generan nuevas neuronas durante toda la vida pero  la potencia de regeneración del cerebro disminuye drásticamente con el avance de la edad, sobre esta base los científicos de la Universidad de Zurich identificaron  un nuevo mecanismo que hace que  las células madre neurales permanezcan relativamente libres de daño inducido por el envejecimiento; se trata de  una barrera de difusión que regula la clasificación de las proteínas dañadas durante la división celular.

Al utilizar la levadura como un 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; el descubrimiento de esta barrera protectora ha sido importante para varias investigaciones sobre el envejecimiento cerebral que actualmente vive su mayor auge en todo el planeta.

En Suiza Sebastián Jessberger dirige en el  Instituto de Investigación del Cerebro de Zurich a un grupo de científicos que  ha demostrado que también las células madre del cerebro de un ratón adulto segregan factores de envejecimiento de modo asimétrico entre la célula  madre y las células hijas; esto se debe a 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, al mismo tiempo  esta barrera evita la retención de las proteínas dañadas en las células madre pues al transferirse a las células hija y con ello  mantiene las células madre de la hija relativamente limpias.

El Dr. Sebastián Jessberger
El Dr. Sebastián Jessberger

“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 un artículo publicado por la Universidad de Zurich.

Moore es postdoctorado en el grupo de Sebastián Jessberger y autor principal del estudio, el grupo publicó también  en  Science que  encontraron que la fuerza de la barrera se debilita con el avance de la edad lo que propicia la reducción de la asimetría de la segregación de proteína dañada con el aumento de la edad de la célula madre.

El equipo de investigadores concluye que éste 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.

Se estima que cada año mueren 6,8 millones de personas como consecuencia de los trastornos neurológicos,  causados, en su mayor parte, por el envejecimiento de las células cerebrales

Sebastián Jessberger señala que: “éste es un nuevo mecanismo emocionante involucrado en la división de células madre y el envejecimiento; podría significar un avance contra las enfermedades degenerativas; sin embargo  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 y 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.

El mal de Parkinson es  una enfermedad progresiva e incurable cuyo origen se atribuye a la muerte de algunas neuronas de la llamada sustancia negra cerebral que ocasionan diversos síntomas tempranos, como los movimientos involuntarios de diversas partes del cuerpo, que inician por los pies y manos, alternados con etapas de rigidez; más adelante, la enfermedad de Parkinson ocasiona problemas severos: parálisis parciales  o totales a causa de la rigidez de los músculos e incapacidad para masticar y tragar los alimentos.

Después de la enfermedad de Alzheimer, informan médicos del Hospital General de México, la de Parkinson es el segundo trastorno neurológico progresivo e incurable que afecta a los mexicanos a partir de los 55 años, surgiendo al año 44 nuevos casos por cada 100 mil habitantes; tanto el mal de Alzheimer como la enfermedad de Parkinson aumentarán en México debido al crecimiento de la esperanza de vida que se ha alcanzado y con ella el mayor número de adultos mayores susceptibles de padecer enfermedades neurodegenerativas; la información epidemiológica  señala que entre la población de 50 años de edad existen 10 casos de Parkinson por cada cien mil habitantes, mientras que a los 80 años el indicador es de 200 por cada cien mil.

Según un nuevo informe de la Organización Mundial de la Salud (OMS), los trastornos neurológicos (desde la epilepsia y la enfermedad de Alzheimer o los accidentes cerebrovasculares hasta el dolor de cabeza)  consecuencia casi todos ellos, del envejecimiento de las células cerebrales, afectan en todo el mundo a unos mil millones de personas.

En el informe Neurological Disorders: Public health challenges (que próximamente se traducirá al español) se pone de manifiesto que en todo el mundo están afectadas unos mil millones de personas, 50 millones sufren epilepsia, y 24 millones padecen Alzheimer y otras demencias. Los trastornos neurológicos afectan a personas de todos los países, sin distinción de sexos, niveles de educación ni de ingresos. Se estima que cada año mueren 6,8 millones de personas como consecuencia de los trastornos neurológicos.

La investigación de Jessberger ha sido apoyada 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, quienes estimulan la participación de  los científicos Gregor-Alexander Pilz del  Instituto de Investigación del Cerebro, UZH, Marcos Arauzo-Bravo del  Instituto de Investigación Sanitaria Biodonostia, San Sebastián e Yves Barral del Instituto de Bioquímica de la ETH Zurich.

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