Aunque las terapias potenciales intentan eliminar o reparar estas células, uno de los desafíos ha sido hallar un método para distinguirlas entre las células normales de los tejidos vivos
En el tratamiento de diversas enfermedades, un enfoque prometedor radica en intervenir en la presencia de células senescentes. Estas células — denominadas también «células zombis» — dejan de dividirse, aunque no mueren como sucede generalmente con otras células. Se observan en múltiples patologías, entre ellas el cáncer y la enfermedad de Alzheimer, además de en el propio envejecimiento. A pesar de que los posibles tratamientos buscan eliminar o reparar estas células, uno de los principales retos ha sido identificar un método que las distinga de las células sanas dentro de tejidos vivos.
En la publicación Aging Cell, científicos de Mayo Clinic reportan haber desarrollado una técnica novedosa para marcar células senescentes. El equipo empleó moléculas llamadas «aptámeros«, que son pequeños fragmentos de ADN sintético que adoptan estructuras tridimensionales. Estos aptámeros tienen la capacidad de unirse a proteínas localizadas en la superficie celular. En experimentos con células de ratón, detectaron varios aptámeros específicos, seleccionados entre más de 100 trillones de secuencias aleatorias de ADN, capaces de adherirse a proteínas específicas en la membrana celular y marcar las células senescentes.
«Este método estableció el principio de que los aptámeros constituyen una tecnología útil para diferenciar células senescentes de células normales,» afirma el bioquímico y biólogo molecular Jim Maher, III, Ph.D., investigador principal del estudio. «Aunque representa un primer avance, los resultados indican que esta técnica podría eventualmente aplicarse a células humanas,» añade.
El proyecto surgió a partir de una idea poco convencional de un estudiante de posgrado en Mayo Clinic tras una conversación informal con una compañera.
Keenan Pearson, Ph.D., quien recientemente obtuvo su título en la Escuela de Posgrado en Ciencias Biomédicas de Mayo Clinic, trabajaba bajo la supervisión del Dr. Maher, investigando el uso de aptámeros para tratar enfermedades neurodegenerativas o cáncer cerebral.
A pocos pisos de allí, Sarah Jachim, Ph.D., estudiante de posgrado, realizaba investigación en el laboratorio del Dr. Nathan LeBrasseur, Ph.D., especializado en células senescentes y envejecimiento.
Durante un evento académico, ambos conversaron sobre sus proyectos. El Dr. Pearson consideró que los aptámeros podrían ser una herramienta para reconocer células senescentes. «Me pareció una idea prometedora, aunque desconocía el proceso para preparar células senescentes para su análisis, área en la que Sarah tenía experiencia,» relata el Dr. Pearson, quien se convirtió en el autor principal del artículo.
Presentaron su propuesta a sus mentores y al investigador Darren Baker, Ph.D., enfocado en terapias dirigidas a células senescentes. Aunque al principio, reconoce el Dr. Maher, la idea les pareció «arriesgada», decidieron apoyarla. Los tres mentores se mostraron entusiasmados con el proyecto. «Nos agradó especialmente que fuera una iniciativa estudiantil y que se generara una verdadera sinergia entre dos áreas de investigación«, comenta el Dr. Maher.
Los estudiantes lograron resultados alentadores antes de lo previsto, y rápidamente incorporaron a otros compañeros de laboratorio. Los entonces estudiantes de posgrado Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D., y la estudiante del programa M.D.-Ph.D. Caroline Doherty, aportaron metodologías novedosas, como técnicas avanzadas de microscopía y variedad en muestras de tejido. «Fue motivador dedicarle cada vez más esfuerzo,» señala la Dra. Jachim, «pues percibíamos que era un proyecto con altas probabilidades de éxito».
Detección de particularidades de las células senescentes
Este estudio ha proporcionado nueva luz sobre las células senescentes, además de una forma eficaz de identificarlas. «Actualmente, no existen marcadores universales para caracterizar células senescentes,» expone el Dr. Maher. «Nuestro trabajo se diseñó sin predefinir las moléculas objetivo en la superficie celular. La ventaja de este método es que dejamos que los aptámeros seleccionen, por sí mismos, las moléculas a las que se adhieren,» explica.
La investigación identificó varios aptámeros que se unían a una variante de una molécula específica en la superficie de células de ratón, una proteína llamada fibronectina. El papel de esta variante en el proceso de senescencia aún no está claro. Este hallazgo apunta a que los aptámeros pueden servir como herramienta para definir con mayor precisión las propiedades distintivas de las células senescentes.
Se requerirán estudios adicionales para encontrar aptámeros capaces de detectar células senescentes en humanos. La capacidad de estos aptámeros para unirse a dichas células podría permitir la administración dirigida de terapias. El Dr. Pearson destaca que la tecnología de aptámeros es más económica y versátil que los anticuerpos tradicionales, que comúnmente se emplean para distinguir células.
«Este proyecto ha comprobado un concepto innovador,» afirma el Dr. Maher. «En futuras investigaciones, este enfoque podría extenderse a aplicaciones vinculadas con las células senescentes en enfermedades humanas.»