El envejecimiento nos afecta de muchas maneras: arrugas, adelgazamiento del cabello, pérdida de flexibilidad, ralentización del cerebro. Pero el proceso también se desarrolla a un nivel más fundamental y microscópico, a medida que la fuente de energía dentro de la mayoría de las células se deteriora
Científicos de la Universidad Texas A&M han descubierto una forma de recargar las células envejecidas y dañadas, una innovación que podría conducir a un mejor tratamiento para una variedad de enfermedades, incluida la enfermedad de Alzheimer, la distrofia muscular y la enfermedad del hígado graso.
Todas las células, excepto las de los glóbulos rojos, obtienen su energía de las mitocondrias, presentes en el líquido que rodea el núcleo. A veces llamadas la central eléctrica de las células, las mitocondrias desempeñan un papel importante en la lucha contra virus, la eliminación de parásitos y la síntesis de aminoácidos, hormonas sexuales y otras sustancias químicas importantes para el cuerpo.
A medida que las personas envejecen, sus mitocondrias disminuyen, “un contribuyente primario o secundario a múltiples trastornos asociados con el envejecimiento, enfermedades neurodegenerativas y condiciones metabólicas como la diabetes”, según Akhilesh K. Gaharwar, profesor de ingeniería biomédica en Texas A&M y uno de los autores de un estudio publicado recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences.
Gaharwar y sus colegas crearon minifábricas de mitocondrias añadiendo partículas microscópicas con forma de flor, llamadas nanoflores, a una placa de laboratorio que contenía células madre. Las nanoflores, que son entre 600 y 1000 veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano, son absorbidas por las células madre mediante un proceso natural similar al que utilizan las células para absorber nutrientes.
Las nanoflores están hechas de un compuesto inorgánico llamado disulfuro de molibdeno , que desencadena el proceso que las células utilizan para producir más mitocondrias. Sin embargo, las nanoflores permiten que las células madre produzcan el doble de la cantidad normal de mitocondrias, que luego transfieren a células normales envejecidas o dañadas.
Los expertos en mitocondrias dijeron que el estudio representa un avance importante.
«El hecho de que se pueda aumentar el número de mitocondrias por célula es enorme», dijo Daria Mochly-Rosen, profesora del departamento de biología química y de sistemas de la Universidad de Stanford, que no participó en el estudio.
Mochly-Rosen, quien coescribió un libro sobre las mitocondrias llamado «Las máquinas de la vida: cómo cuidar sus mitocondrias puede transformar su salud», dijo que su propia investigación la llevó a concluir que «saber lo que las mitocondrias pueden hacer por nosotros puede cambiar el futuro de la medicina, y creo que [el nuevo estudio] es un ejemplo de eso».
El proceso descrito por el equipo de Texas A&M aprovecha la capacidad natural de las mitocondrias, similares a baterías, de transferirse de una célula a otra.
“Estamos potenciando las células madre para que puedan donar estas baterías a las células dañadas a un ritmo mucho mayor”, afirmó Gaharwar.
Las células madre, dijo, «tienen la capacidad de reubicarse. Cuando detectan algún daño, se instalan allí y, básicamente, intentan regenerar la zona dañada».
Los científicos llevaron a cabo el procedimiento utilizando diferentes tipos de células en una placa de laboratorio. Gaharwar afirmó que él y sus colegas esperan comenzar a probar la técnica en ratas en enero o febrero.
El método tendría que demostrar seguridad y eficacia en ensayos clínicos antes de poder utilizarse para tratar a personas.
Los medicamentos existentes pueden aumentar las mitocondrias del paciente, pero la mayoría no modifica la forma en que la célula las produce ni las mantiene. Por lo tanto, los tratamientos deben administrarse varias veces.
Si el nuevo método recibe aprobación clínica, los médicos podrían usarlo para potenciar las células del propio paciente, afirmó Gaharwar. Por ejemplo, las células cutáneas del paciente podrían extraerse y reprogramarse para convertirlas en células madre, la materia prima que se convierte en piel, hueso, cartílago y sangre.
Las células madre podrían entonces ser inyectadas con nanoflores que estimulan las mitocondrias en una placa de laboratorio y devueltas al paciente. Las células madre recién energizadas circularían por el cuerpo, proporcionando mitocondrias a las células estresadas o dañadas.
Tener nuevas mitocondrias podría ayudar a las células del sistema nervioso envejecidas a comunicarse mejor. En una persona con diabetes, la adición de nuevas mitocondrias podría ayudar a las células a procesar la glucosa más rápido, afirmó Gaharwar.
Su laboratorio está colaborando con otros tres laboratorios que se especializan en distrofia muscular, enfermedad del hígado graso y trastornos del sistema nervioso.
Mochly-Rosen se preguntó si las nanoflores podrían estimular el crecimiento mitocondrial sin necesidad de usarlas en células madre. «Siempre que las nanoflores sean seguras», dijo, quizás podrían inyectarse en una zona específica para ayudar a las células lesionadas o estresadas a cicatrizar más rápido. Añadió que será importante determinar la duración del beneficio de este método para estimular las mitocondrias.
Keshav K. Singh, editor jefe fundador de la revista Mitochondrion y director del Programa de Genética del Cáncer de la Universidad de Alabama en Birmingham, calificó el estudio de prometedor, pero advirtió que aún se encuentra en sus primeras etapas. Singh, quien no participó en el artículo, afirmó que se desconoce la seguridad a largo plazo del disulfuro de molibdeno en humanos.
Singh fundó la Sociedad de Investigación y Medicina de Mitocondrias, una organización sin fines de lucro, y fundó Yuva Biosciences, una empresa con sede en Birmingham. La empresa ha desarrollado productos que restauran la función mitocondrial para combatir la caída del cabello y las arrugas, pero Singh sueña con emprender lo que él llama un proyecto de energía humana.
“Mejorar la función mitocondrial puede realmente prolongar la vida y la salud”, afirmó. El objetivo sería proteger, mantener y generar nuevas mitocondrias, añadió, “y hacerlo en todos los órganos”.