Los científicos descubren cómo el hipotálamo del cerebro controla el envejecimiento y logran reducir la velocidad

Los científicos descubren cómo el hipotálamo del cerebro controla el envejecimiento y logran reducir la velocidad
Las células madre neurales que se han trasplantado en el cerebro de un ratón, que aquí se desarrollan en neuronas.
Yirui Sun, Imágenes de Wellcome, CC BY-SA

Si no fumas, entonces su principal factor de riesgo para morir es probablemente su edad. Eso es porque casi hemos eliminado la mortalidad en los primeros años de vida, gracias a los avances en ciencia e ingeniería. Pero a pesar de este progreso, todavía no hemos descubierto cómo eliminar los efectos dañinos del envejecimiento.

Ahora un nuevo estudio en ratones, publicado en Nature, revela que las células madre (un tipo de célula que puede convertirse en muchos otros tipos) en un área específica del cerebro regulan el envejecimiento. El equipo incluso logró ralentizar y acelerar el proceso de envejecimiento al trasplantar o eliminar células madre en la región.

El envejecimiento plantea un desafío importante para la sociedad. Por 2050, habrá tantas personas mayores (edad 65 +) como niños (bajo 15) en la tierra por primera vez. Este cambio se refleja en estrés sin precedentes en nuestros sistemas de salud y atención social. Comprender cómo podemos mantenernos en buen estado de salud a medida que envejecemos es cada vez más importante.

Los mecanismos que mantienen a los organismos saludables son relativamente pocos en número y se conservan entre especies, lo que significa que podemos aprender mucho sobre ellos estudiando animales como ratones. Entre los más importantes están células senescentes - Células disfuncionales que se acumulan a medida que envejecemos y causan daño a los tejidos - Inflamación crónica y agotamiento de las células madre. Se cree que estos mecanismos están conectados a nivel celular y tisular. Al igual que con un anillo de dominós, una caída en cualquier lugar puede desencadenar un colapso catastrófico.

Células desaparición

Los investigadores detrás del nuevo documento estaban estudiando el hipotálamo del ratón, que hemos sabido por algún tiempo controla el envejecimiento. Esta estructura del tamaño de una almendra en el centro del cerebro vincula los sistemas nervioso y endocrino (hormonas). El hipotálamo ayuda a regular muchas necesidades y conductas básicas, como el hambre, el sueño, el miedo y la agresión. En el cerebro humano, la iniciación de conductas suele ser compleja, pero si huyes con un pánico ciego o te encuentras en una rabia ardiente, entonces tu hipotálamo está temporalmente en el asiento del conductor.

El equipo observó un grupo especializado de células madre dentro del hipotálamo y monitoreó lo que les sucedió como cohortes de ratones de edad avanzada. Los ratones viven normalmente durante aproximadamente dos años, pero descubrieron que estas células comenzaron a desaparecer alrededor de 11 meses. Para 22 meses, se habían desvanecido por completo. La velocidad a la que se perdieron las células madre se correlacionó estrechamente con los cambios de envejecimiento en los animales, como la disminución en el aprendizaje, la memoria, la sociabilidad, la resistencia muscular y el rendimiento deportivo.

Pero la correlación no significa causalidad. Para descubrir si la disminución estaba causando estos cambios de envejecimiento, eliminaron las células madre usando un virus especialmente diseñado que solo las mataría en presencia del medicamento Ganciclovir. En ratones 15 de un mes de edad, al recibir esta combinación de fármacos destruyeron 70% de sus células madre hipotalámicas. Ellos prematuramente mostraron signos de envejecimiento y como resultado, murieron aproximadamente 200 días antes. Eso es significativo ya que los ratones solo viven unos 730 días.


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El grupo también implantó células madre hipotalámicas de ratones recién nacidos en animales de mediana edad. En este caso, los animales se hicieron más sociales, se desempeñaron mejor cognitivamente y vivieron cerca de 200 días más de lo que tendrían de otra manera.

Estos experimentos también proporcionaron pistas sobre cómo se estaban perdiendo las células madre hipotalámicas en primer lugar. La implantación solo funcionó cuando las células madre habían sido diseñadas genéticamente para ser resistentes a la inflamación. Parece que, a medida que los animales envejecen, aumenta la inflamación crónica de bajo grado en el hipotálamo.

Esta inflamación es probablemente causada por el acumulación de células senescentes o alrededores neuronas entrando en un estado senescente. La inflamación mata las células madre hipotalámicas porque son las más sensibles al daño. Esto luego interrumpe la función del hipotálamo con efectos de arrastre en todo el organismo. Y entonces los dominós caen.

Elixir de la juventud?

El objetivo final del envejecimiento de la investigación es identificar objetivos farmacéuticos o intervenciones de estilo de vida que mejoren la salud humana en etapas posteriores de la vida. Si bien este es un estudio en ratones, si podemos demostrar que los mismos mecanismos están en juego en los humanos, algún día podríamos utilizar una técnica similar para mejorar la salud en la vida posterior. Pero esto sigue siendo un largo camino en el futuro.

Otras intervenciones, como la eliminación de células senescentes, también mejoran la salud, extender la vida hasta por 180 días en ratones. Un siguiente paso lógico es ver si estas intervenciones se "acumulan".

El estudio también demuestra que las células madre hipotalámicas ejercen efectos importantes a través de la secreción de miRNAs, que controlan muchos aspectos de cómo funcionan las células. Los MiRNA son ARN cortos, no codificantes, una molécula que es más simple que el ADN pero también puede codificar información. Cuando miRNAs se suministraron solos a ratones que carecían de células madre, en realidad mostraron mejorías similares a las que recibieron tratamiento con células madre.

La entrega de miRNAs como drogas todavía está en su infancia pero el estudio sugiere posibles rutas para reponer un hipotálamo despojado de células madre: prevenir su pérdida en primer lugar controlando la inflamación. Esto podría lograrse ya sea a través del desarrollo de medicamentos que eliminen las células senescentes o el uso de compuestos antiinflamatorios.

La investigación es importante porque demuestra con elegancia cómo interactúan los diferentes mecanismos de mantenimiento de la salud. Sin embargo, un inconveniente es que solo se utilizaron ratones machos. Es bien sabido que la estructura del hipotálamo difiere notablemente entre los sexos. Las drogas y las mutaciones que prolongan la vida útil también suelen mostrar marcadamente potencia diferente entre hombres y mujeres.

La conversaciónSi los humanos alguna vez podrán vivir significativamente más tiempo que el actual vida útil máxima de 125 años es difícil de decir. Pero parece que la mayor barrera para una vida posterior saludable ya no es la tasa de progreso, sino la velocidad con la que podemos convertir nuestro creciente conocimiento de la biología del envejecimiento en medicamentos y consejos sobre el estilo de vida.

Sobre el Autor

Richard Faragher, profesor de Biogerontología, Universidad de Brighton

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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