Los músculos envejecidos se curan más lentamente después de una lesión, una realidad frustrante y familiar para muchos adultos mayores.
Una nueva investigación de la UCLA, realizada en ratones, apunta a una explicación sorprendente. A medida que los músculos envejecen, sus células madre acumulan altos niveles de una proteína que los hace más lentos para activarse y reparar el tejido dañado. Al mismo tiempo, esa misma proteína ayuda a las células a sobrevivir más tiempo en el entorno más estresante del músculo más viejo.
El estudio, publicado en la revista Cienciasugiere que algunos cambios biológicos relacionados con el envejecimiento pueden no ser simplemente un deterioro dañino. En cambio, pueden representar estrategias de supervivencia integradas. «Esto nos ha llevado a una nueva forma de pensar sobre el envejecimiento», afirmó el Dr. Thomas Rando, autor principal del estudio y director del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina Regenerativa e Investigación de Células Madre de la UCLA.
«Es contradictorio, pero las células madre que sobreviven al envejecimiento pueden ser en realidad las menos funcionales. Sobreviven no porque sean las mejores en su trabajo, sino porque son las mejores para sobrevivir. Eso nos da una perspectiva completamente diferente para comprender por qué los tejidos disminuyen con la edad».
La proteína que retarda la reparación muscular con la edad
El equipo de investigación, dirigido por los investigadores postdoctorales Jengmin Kang y Daniel Benjamin, comparó células madre musculares de ratones jóvenes y viejos. Descubrieron que una proteína llamada NDRG1 aumentaba drásticamente con la edad, alcanzando niveles 3,5 veces más altos en las células más viejas que en las más jóvenes. NDRG1 actúa como un freno dentro de la célula. Amortigua una vía de señalización conocida como mTOR, que normalmente impulsa a las células a activar, crecer y reparar tejidos.
Para determinar si NDRG1 era responsable de una curación más lenta, los científicos permitieron que los ratones envejecieran de forma natural hasta el equivalente a unos 75 años humanos. Luego bloquearon la actividad de NDRG1. Una vez que se inhibió esta proteína, las células madre musculares más viejas comenzaron a comportarse más como las jóvenes. Se activaron más rápidamente y repararon el músculo lesionado más rápidamente.
El rejuvenecimiento viene con una compensación
Hubo un inconveniente. Cuando se bloqueó NDRG1, con el tiempo sobrevivieron menos células madre musculares. Como resultado, se redujo la capacidad del músculo para regenerarse después de repetidas lesiones.
«Piense en ello como un corredor de maratón versus un velocista», dijo Rando, quien también es profesor de neurología en la Facultad de Medicina David Geffen de UCLA. «Las células madre en los animales jóvenes son hiperfuncionantes: son muy buenas en lo que hacen, es decir, correr, pero no son buenas a largo plazo. Pueden superar las 100 yardas, pero no pueden llegar ni siquiera a la mitad del maratón. Por el contrario, las células madre envejecidas son como corredores de maratón: responden más lentamente, pero están mejor equipadas para el largo recorrido. Sin embargo, lo que las hace tan competentes en largas distancias es exactamente lo que las hace pobres en corriendo.»
El equipo confirmó sus resultados utilizando varios métodos diferentes. Estudiaron células madre musculares de ratones jóvenes y viejos en placas de laboratorio y dentro de tejido vivo. Entre los experimentos, el patrón fue consistente. Los niveles más altos de NDRG1 ralentizaron la activación de las células madre y la reparación muscular, pero también fortalecieron la supervivencia a largo plazo de las células.
Un sesgo de supervivencia celular en el envejecimiento
Los investigadores proponen que los niveles crecientes de NDRG1 reflejan lo que llaman un «sesgo de supervivencia celular». Con el tiempo, las células madre que no producen suficiente NDRG1 tienen más probabilidades de morir. La población restante está formada por células que actúan más lentamente pero son más capaces de resistir el estrés del envejecimiento.
«Algunos cambios relacionados con la edad que parecen perjudiciales (como una reparación más lenta de los tejidos) pueden en realidad ser compromisos necesarios que previenen algo peor: el agotamiento total del conjunto de células madre», afirmó Rando.
Rando compara este cambio con las compensaciones de supervivencia que se observan en la naturaleza. En condiciones extremas como sequías, hambrunas o temperaturas gélidas, los animales activan programas de resiliencia como la hibernación en lugar de invertir energía en la reproducción. De manera similar, el envejecimiento de las células madre parece desviar recursos de la producción de nuevas células hacia programas de supervivencia mientras enfrentan el estrés.
«Las especies sobreviven porque se reproducen, pero en tiempos de privación, los animales activan sus propios programas de resiliencia», dijo Rando. «Hay muchos ejemplos en la naturaleza de asignación de recursos para sobrevivir en tiempos de estrés. Está exactamente alineado con lo que estamos viendo a nivel celular».
Implicaciones para las terapias antienvejecimiento
Estos hallazgos pueden guiar futuras terapias diseñadas para estimular la regeneración muscular en adultos mayores. Sin embargo, Rando advierte que aumentar el rendimiento de las células madre puede tener un precio. «No hay nada gratis. Podemos mejorar la función de las células envejecidas durante un período de tiempo, para ciertos tejidos, pero cada vez que hagamos esto, habrá un costo potencial y una posible desventaja».
El equipo tiene previsto seguir estudiando cómo se controla este equilibrio entre supervivencia y regeneración a nivel molecular.
«Este gen es casi como nuestra puerta que hemos abierto para comprender qué controla estas compensaciones que son tan críticas, no sólo para la evolución de las especies sino también para el envejecimiento de los tejidos dentro de un individuo», dijo Rando.
El estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación NOMIS, la Fundación de Investigación de la Vía Láctea, la Fundación Hevolution y la Fundación Nacional de Investigación de Corea.
