Científicos de la Universidad Rockefeller de Nueva York han producido el atlas celular del envejecimiento más detallado jamás elaborado, analizando aproximadamente siete millones de células individuales extraídas de 21 órganos de ratón. El estudio, publicado el 28 de febrero en la revista científica Science, revela que el envejecimiento no es un proceso de degradación genómica aleatoria, sino más bien un programa biológico coordinado impulsado por señales sistémicas que remodelan simultáneamente las poblaciones celulares en todo el organismo. La investigación estuvo dirigida por Junyue Cao, responsable del Laboratorio de Genómica Unicelular y Dinámica Poblacional, con el estudiante de doctorado Ziyu Lu como autor principal.
El equipo empleó una técnica optimizada denominada EasySci-ATAC, una forma de secuenciación de accesibilidad de la cromatina unicelular que examina cómo el ADN está empaquetado dentro de cada célula individual. Al analizar qué regiones del genoma están abiertas y se leen activamente, los investigadores cartografiaron el estado funcional de cada célula en tres grupos de edad que comprendían 32 ratones, con edades que iban desde un mes hasta 21 meses. El método demostró ser extraordinariamente eficiente, según señaló Cao, quien destacó que la mayoría de los atlas a gran escala requieren decenas de laboratorios, mientras que su equipo logró completar el trabajo con un único laboratorio.
El atlas identificó 536 tipos celulares distintos y 1.828 subtipos más específicos, muchos de los cuales jamás habían sido caracterizados previamente. Aproximadamente una cuarta parte de todos los tipos celulares mostró cambios significativos en su población con la edad, siendo las células musculares, renales y pulmonares las que presentaron los declives más pronunciados. En contraste, las células inmunitarias se expandieron drásticamente en múltiples órganos a medida que los animales envejecían, un patrón particularmente marcado en las hembras. Los investigadores descubrieron que aproximadamente el 40 por ciento de todos los cambios celulares asociados al envejecimiento dependían del sexo, un hallazgo que según ellos podría explicar por qué las enfermedades autoinmunes son más prevalentes en las mujeres.
Uno de los descubrimientos más llamativos consistió en que estados celulares idénticos aparecían y declinaban en paralelo en órganos distantes y no relacionados entre sí. Este patrón de envejecimiento coordinado sugiere que factores circulantes en la sangre, como las citocinas y otras moléculas de señalización inmunitaria, orquestan los cambios celulares en todo el cuerpo en lugar de que cada órgano envejezca de forma independiente. El estudio también cuestionó las suposiciones convencionales sobre cuándo comienza el envejecimiento, ya que algunas poblaciones celulares mostraban un declive medible a los cinco meses de edad en ratones, lo que equivale aproximadamente a la mediana edad en los seres humanos.
De las 1,3 millones de regiones genómicas analizadas, aproximadamente 300.000 mostraron cambios significativos relacionados con el envejecimiento en la accesibilidad de la cromatina. Alrededor de 1.000 de estas alteraciones aparecían de manera consistente en múltiples tipos celulares, señalando programas reguladores compartidos vinculados a la señalización inmunitaria, la inflamación y el mantenimiento de las células madre. Estas regiones genómicas vulnerables compartidas representan objetivos potenciales para intervenciones terapéuticas que podrían producir beneficios antienvejecimiento en todo el organismo.
El atlas completo se ha puesto a disposición gratuita de la comunidad científica mundial a través de la base de datos pública epiage.net. La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos mediante subvenciones del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano y del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento. Los científicos del ámbito han descrito este trabajo como un recurso fundamental que podría acelerar el desarrollo de biomarcadores para detectar el envejecimiento biológico antes de que aparezcan síntomas clínicos, así como enfoques de medicina de precisión que tengan en cuenta las diferencias según el sexo en la forma en que el cuerpo envejece con el tiempo.
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