Durante mucho tiempo, los científicos han dado por sentado que, una vez que un tejido se queda sin células madre, el daño es permanente. Una nueva investigación realizada en Israel sugiere lo contrario. Es posible que el cuerpo pueda revertir el proceso de envejecimiento de sus propias células, convirtiéndolas en células madre nuevas para repararse a sí mismo desde adentro.
Los investigadores descubrieron que las células maduras y envejecidas de la córnea pueden revertirse a células madre activas para regenerar el tejido dañado —una forma hasta ahora desconocida en la que el cuerpo humano se cura a sí mismo.
Reprogramación de células para la autorreparación
En el estudio, publicado recientemente en "Nature Communications", los investigadores utilizaron un sistema especial para marcar con colorantes las células madre de la córnea transparente de ratones, lo que les permitió observar cómo se comportaban estas células a lo largo del tiempo y extraerlas para comprobar si este tejido aún podía repararse por sí mismo.El seguimiento en vivo mostró que las células madre, ubicadas en el borde de la córnea, normalmente se dividen aproximadamente dos veces por semana, creando nuevas células que se desplazan lentamente hacia el centro de la superficie del ojo a medida que envejecen.
Los investigadores estudiaron cómo las células maduras del ojo pueden revertir a un estado de célula madre mediante la extirpación completa del área nativa de células madre limbares, el anillo externo del ojo donde suelen habitar las células madre en los ratones.
La extirpación de esta área obligó al ojo a repararse a sí mismo utilizando únicamente las células corneales maduras restantes, lo que puso a prueba su capacidad de adaptación. Los investigadores descubrieron que las células maduras modificaron sus perfiles moleculares para asemejarse a los de las células madre sanas, lo que indica una verdadera reprogramación celular.
Un actor clave en este proceso es el sistema inmunológico, especialmente las células inmunitarias llamadas macrófagos. Estas células llegan a los sitios de lesión para prevenir infecciones y liberan señales que desencadenan el rejuvenecimiento de las células envejecidas, transformándolas en células madre.
"Nos sorprendió descubrir que la córnea puede regenerarse incluso después de la destrucción de todas sus células madre", dijo la autora del estudio, Ruby Shalom-Feuerstein, en un comunicado.
Shalom-Feuerstein agregó que el proceso de reparación implica que las células maduras y envejecidas se reprogramen para convertirse en células madre que pueden funcionar durante muchos años y prevenir enfermedades.
Anteriormente se creía que este tipo de capacidad regenerativa se limitaba a organismos simples capaces de regenerar extremidades, pero los nuevos hallazgos sugieren que los animales complejos —como los ratones y, potencialmente, los seres humanos— también conservan parte de esa capacidad.
Si bien la mayor parte del descubrimiento se basó en experimentos con modelos de ratones vivos para rastrear y seguir el recorrido de las células, los investigadores también utilizaron células epiteliales corneales humanas primarias en estudios de laboratorio para validar sus hallazgos.
Cuando aplicaron las mismas citocinas de los macrófagos a células corneales humanas maduras cultivadas en una placa de cultivo, estas células también desarrollaron cualidades más similares a las de las células madre, lo que demuestra que la vía biológica responsable de la reversión celular es la misma en ambas especies.
Incluso sin células madre restantes, el tejido se recuperó, formando una población completamente nueva a partir de células que nunca habían sido células madre en primer lugar. Las células maduras y envejecidas fueron reprogramadas por la señalización de los macrófagos para convertirse en células madre capaces de funcionar durante años a partir de entonces, afirmó.
Implicaciones para los tratamientos oculares
La córnea se renueva a partir de una pequeña reserva de células madre que se encuentran en su borde, en una región llamada limbo.Cuando esas células madre se pierden debido a una quemadura química, una infección grave o una afección genética, la córnea no puede regenerarse y la visión se vuelve borrosa.
Actualmente ese tipo de daño se trata con un injerto o trasplante de células madre. Ambas opciones dependen de tejido de un donante o del otro ojo del paciente, lo que plantea el problema del suministro y el rechazo, explicó a The Epoch Times el Dr. Krishna Surapaneni, oftalmólogo certificado y cirujano especializado en cataratas, córnea y cirugía refractiva en SuraVision, en Houston, quien no participó en el estudio.
"Un enfoque regenerativo que reactive las propias células reparadoras del ojo podría, en principio, eludir ambos problemas a la vez", señaló Surapaneni, "ya que no habría nada extraño que rechazar ni nada que extraer de un segundo sitio".
Un motivo para el optimismo
Surapaneni calificó los hallazgos como "realmente emocionantes" y señaló que, por el momento, se trata en gran medida de un estudio en ratones, con solo señales iniciales y alentadoras en células humanas en el laboratorio. Los investigadores están analizando ahora si el mismo proceso de regeneración natural existe en los seres humanos y cómo podría aprovecharse eventualmente."La brecha entre un mecanismo que funciona en ratones y un tratamiento seguro y confiable para los pacientes es amplia", señaló Surapaneni. "Y se mide en años, no en meses."
Las toxinas y los factores de estrés metabólico pueden obstaculizar el proceso
Otras investigaciones sobre la reprogramación celular han sugerido que ciertas toxinas, exposiciones ambientales y factores de estrés metabólico pueden obstaculizar significativamente o impedir por completo que las células maduras y envejecidas vuelvan a un estado de células madre.Estrés oxidativo: El humo del tabaco, los pesticidas, los metales pesados y la radiación pueden desencadenar estrés oxidativo que daña el ADN, las proteínas y las membranas celulares, creando inestabilidad genómica que dificulta que una célula se reinicie.
Cambios epigenéticos: La reversión a célula madre requiere que la célula borre su "memoria" epigenética de su identidad madura. La exposición prolongada a sustancias químicas nocivas, subproductos metabólicos e inflamación crónica puede alterar el epigenoma de una célula de tal manera que la mantenga atrapada en su estado actual.
Acumulación de desechos celulares: Una salud metabólica deficiente, combinada con la exposición a sustancias tóxicas, puede provocar una acumulación de gotitas de grasa y proteínas mal plegadas. Cuando los sistemas de eliminación de desechos de una célula se ven desbordados, el proceso de renovación necesario para convertirse en una célula madre puede detenerse.
