Vés enrere Descriuen cèl·lules rares i danyades que bloquen les funcions de les seves cèl·lules sanes veïnes i identifiquen maneres de neutralitzar-les i millorar la regeneració dels teixits

Descriuen cèl·lules rares i danyades que bloquen les funcions de les seves cèl·lules sanes veïnes i identifiquen maneres de neutralitzar-les i millorar la regeneració dels teixits

Les cèl·lules senescents, que apareixen després d’una lesió tissular, creen un microambient inflamat similar als envellits que és negatiu per a la funció de les cèl·lules mare i la reparació dels teixits. Aquesta troballa constitueix una base per atenuar la pèrdua de capacitat regenerativa muscular en persones grans i per millorar la reparació muscular en persones joves sanes.

21.12.2022

Imatge inicial

Investigadors de la Universitat Pompeu Fabra (UPF), la ICREA, el CIBERNED, el CNIC i Altos Labs, entre altres col·laboradors nacionals i internacionals, han descrit com les cèl·lules danyades (cèl·lules senescents) que inevitablement apareixen després d’una lesió afecten negativament la regeneració dels teixits, i com aquest mecanisme actua activament en la vellesa, però sorprenentment també en la joventut. Aquesta acció negativa es pot resoldre genèticament i farmacològicament i, doncs, es poden recuperar les funcions regeneratives de les cèl·lules mare.

La regeneració dels teixits depèn de la població de cèl·lules mare i les seves cèl·lules veïnes, un procés l’eficàcia del qual disminueix amb l’envelliment. Les causes d’aquesta disminució són en gran part desconegudes.

La Dra. Pura Muñoz-Cánoves, professora ICREA del Departament de Medicina i Ciències de la Vida (MELIS) de la UPF a Barcelona, del CNIC de Madrid i del CIBERNED, i ara d’Altos Labs San Diego Institute of Science, i el Dr. Eusebio Perdiguero (també de MELIS i ara d’Altos Labs), han descobert en experiments realitzats amb ratolins que les cèl·lules senescents són nous components reguladors del nínxol de regeneració del teixit muscular que dificulten la regeneració muscular en totes les etapes de la vida.

La senescència cel·lular és un estat d’aturada irreversible del cicle cel·lular que sovint apareix després del dany dels teixits i en malalties relacionades amb l’edat. Les cèl·lules no moren, però romanen en estat d’hibernació. Juntament amb l’apoptosi (una forma de mort cel·lular programada), la senescència és un dels mecanismes que utilitza el cos per controlar la proliferació no desitjada que presenten els tumors. Per tant, l’estudi d’aquestes cèl·lules té una gran rellevància biomèdica. A més, les cèl·lules senescents afecten els processos de reparació dels teixits i s’han documentat efectes beneficiosos com a supressors de tumors durant el desenvolupament de l’embrió i en la reparació o reprogramació del fetge i la pell.

Malgrat això, pocs estudis han intentat descriure’ls i caracteritzar-los in vivo. Això s’atribueix en gran manera a la raresa i escassetat d’aquestes cèl·lules, fins i tot en teixits envellits.

En un estudi publicat avui a Nature, l’equip d’investigadors ha creat el primer atles transcriptòmic de cèl·lules senescents del múscul esquelètic danyat de ratolins de diferents edats (“transcriptòmic” es refereix a tot allò que està relacionat amb l’ARN o les estructures que transcriuen la informació codificada originàriament dins del nucli cel·lular). Els investigadors han trobat que les cèl·lules senescents presenten una àmplia heterogeneïtat, tot i que comparteixen trets comuns, incloent-hi la secreció de factors proinflamatoris i profibròtics (que afavoreixen un excés de teixit connectiu fibrós). Aquesta secreció, al seu torn, afecta les cèl·lules mare properes i dificulta la seva capacitat regenerativa, i perjudica, doncs, la regeneració muscular. Per tant, sembla que el que abans constituïa una bona eina de protecció ara ha esdevingut una de dolenta.

Els resultats mostren que la reducció de la càrrega de cèl·lules senescents (ja sigui mitjançant tractaments genètics o farmacològics que indueixen la mort d’aquestes cèl·lules) millora la regeneració dels músculs envellits i, de manera inesperada, també dels músculs joves

Els resultats mostren que la reducció de la càrrega de cèl·lules senescents (ja sigui mitjançant tractaments genètics o farmacològics que indueixen la mort d’aquestes cèl·lules) millora la regeneració dels músculs envellits i, de manera inesperada, també dels músculs joves. Aquests beneficis produïts en els teixits joves es deuen a la reducció de la inflamació en l’entorn proper de les cèl·lules mare, que afavoreix les funcions de les cèl·lules mare.

Segons Pura Muñoz-Cánoves, “això és coherent amb la idea que les cèl·lules senescents, fins i tot en teixits joves, creen un microentorn hiperinflamat que reflecteix la inflamació associada a l’envelliment”. Així doncs, les cèl·lules senescents provoquen l’envelliment anticipat del nínxol de les cèl·lules mare fins i tot en ratolins joves; per tant, reduint la càrrega senescent, atenua la inflamació del nínxol de les cèl·lules mare i millora la reparació muscular.

El Dr. Eusebio Perdiguero afirma que “a més dels beneficis biomèdics que implica centrar-se en les cèl·lules senescents, es podria transferir la nova informació molecular proporcionada per l’atles de cèl·lules senescents musculars per comprendre la funció de la senescència en altres teixits les cèl·lules senescents dels quals no s’han descrit en absolut o manquen de suficients cèl·lules senescents”.

Els nombrosos treballs realitzats per diversos grups mostren que els efectes de les cèl·lules senescents són variats (beneficiosos o perjudicials) i depenen de l’entorn i el tipus de teixit, de la durada de la lesió, del grau de persistència de les cèl·lules senescents i de l’edat de l’organisme. Així, doncs, “la funció de les cèl·lules senescents s’ha d’estudiar en diferents contextos: en estats normals, d’envelliment i de malaltia”, segons que indica la doctora Muñoz-Cánoves. En aquesta línia, afegeix que “en conjunt, la informació presentada en aquest article serà fonamental per avançar en el coneixement que tenim actualment de les cèl·lules senescents i trobar nous tractaments per atacar-les en el context de la medicina regenerativa i l’envelliment”.

Aquest estudi científic també ha comptat amb la col·laboració d’investigadors de la Universitat de Kyushu (Fukuoka, Japó), Altos Labs San Diego Institute (San Diego, EUA), Universitat de Tòquio (Tòquio, Japó), Instituts de Biomedicina i Salut de Canton, Acadèmia Xinesa de Ciències (Canton, Xina), CIC bioGUNE (Derio, Espanya), Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), Centre de Biomedicina de Sistemes de Luxemburg (LCSB), Universitat de Luxemburg (Luxemburg). L’estudi ha estat finançat en part amb subvencions del Consell Europeu de Recerca (ERC), el Ministeri de Ciència i Innovació espanyol, La Fundació La Caixa, AFM, MDA, MWRF i DPP-Spain.

Article de referència:

Victoria Moiseeva et al. “Senescence atlas reveals an aged-like inflamed niche that blunts muscle regeneration”. Nature, 2022 (21 de desembre del 2022).

Multimèdia

Categories:

ODS - Objectius de desenvolupament sostenible:

03. Salut i benestar
Els ODS a la UPF

Contact

Per a més informació

Notícia publicada per:

Oficina de Comunicació