Científicos del Instituto Allen han identificado tipos celulares específicos en el cerebro de ratones que experimentan cambios importantes a medida que envejecen, así como un punto neurálgico concreto donde se producen muchos de estos cambios. Los descubrimientos, publicados en la revista Nature, podrían allanar el camino a futuras terapias para ralentizar o controlar el proceso de envejecimiento del cerebro.
Los hallazgos más importantes
- Células sensibles: Los científicos descubrieron docenas de tipos celulares específicos, principalmente células gliales, conocidas como células de sostén del cerebro, en las que la expresión génica cambiaba significativamente con la edad. Entre las células más afectadas estaban la microglía y los macrófagos marginales, los oligodendrocitos, los tanicitos y las células ependimarias.
- Inflamación y protección neuronal : En los cerebros envejecidos, las actividades de los genes asociados a la inflamación aumentaban, mientras que las de los genes asociados a la estructura y función neuronal disminuían.
- Punto caliente del envejecimiento : Los científicos descubrieron un punto caliente específico que combina tanto la disminución de la función neuronal como el aumento de la inflamación en el hipotálamo. Los cambios más significativos en la expresión génica se observaron en tipos de células cercanas al tercer ventrículo del hipotálamo, como los tanicitos, las células ependimarias y las neuronas, conocidas por su papel en la ingesta de alimentos, la homeostasis energética, el metabolismo y la forma en que nuestro cuerpo utiliza los nutrientes. Esto sugiere una posible relación entre la dieta, los factores del estilo de vida, el envejecimiento del cerebro y los cambios que pueden influir en nuestra susceptibilidad a las enfermedades cerebrales relacionadas con la edad.
Un mapa detallado muestra qué células cerebrales pueden verse más afectadas por el envejecimiento
“Nuestra hipótesis es que estos tipos de células se están volviendo menos eficientes a la hora de integrar las señales procedentes de nuestro entorno o de las cosas que consumimos”, explica la doctora Kelly Jin, científica del Instituto Allen de Ciencias Cerebrales y autora principal del estudio. Y esta pérdida de eficacia, según los investigadores, contribuye de algún modo a lo que conocemos como proceso de envejecimiento en el resto de nuestro organismo”. Para llevar a cabo el estudio, financiado por los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), los investigadores utilizaron la secuenciación de ARN unicelular más avanzada y herramientas avanzadas de mapeo cerebral desarrolladas a través de la Iniciativa BRAIN® de los NIH para mapear más de 1,2 millones de células cerebrales de ratones jóvenes (de dos meses) y viejos (de 18 meses) en 16 amplias regiones cerebrales.
Según los científicos, los ratones viejos son equivalentes a los humanos de mediana edad tardía. El cerebro de los ratones presenta muchas similitudes con el humano en cuanto a estructura, función, genes y tipos celulares. “El envejecimiento es el factor de riesgo más importante de la enfermedad de Alzheimer y muchas otras enfermedades cerebrales devastadoras. Estos resultados proporcionan un mapa muy detallado de las células cerebrales que pueden verse más afectadas por el envejecimiento”, afirmó el Dr. Richard J. Hodes, director del Instituto Nacional del Envejecimiento de los NIH. Este nuevo mapa podría cambiar radicalmente la forma de pensar de los científicos sobre los efectos del envejecimiento en el cerebro y también proporciona una guía para desarrollar nuevos tratamientos para las enfermedades cerebrales relacionadas con la edad”.
Un camino hacia nuevas terapias
La comprensión de este punto neurálgico del hipotálamo lo convierte en objeto de futuros estudios. Junto con el conocimiento de las células a las que hay que dirigirse, esto podría conducir al desarrollo de terapias relacionadas con la edad que ayuden a preservar la función y prevenir las enfermedades neurodegenerativas. Los investigadores pretenden desarrollar herramientas que puedan dirigirse a estos tipos celulares. Según el Dr. Hongkui Zeng, Vicepresidente Ejecutivo y Director del Allen Institute for Brain Science, la cuestión es si el proceso de envejecimiento puede retrasarse mejorando la función de estas células. Los últimos hallazgos también concuerdan con estudios anteriores que relacionan el envejecimiento con cambios metabólicos, así como con investigaciones que sugieren que el ayuno intermitente, una dieta equilibrada o la restricción calórica pueden influir en la longevidad o incluso alargarla. Investigaciones anteriores han demostrado, entre otras cosas, que el cerebro podría beneficiarse de una dieta cetogénica, ya que mejora el rendimiento de la memoria.
Este estudio sienta las bases de nuevas estrategias dietéticas y enfoques terapéuticos destinados a mantener la salud cerebral hasta una edad avanzada, así como de nuevas investigaciones sobre las complejidades del envejecimiento avanzado del cerebro. A medida que los científicos sigan explorando estas conexiones, la investigación podría desvelar intervenciones dietéticas o farmacológicas más específicas para combatir o ralentizar el envejecimiento a nivel celular. “Lo más importante de nuestro estudio es que hemos encontrado los actores clave -los verdaderos actores clave- y los sustratos biológicos de este proceso”, afirma Zeng. “Cuando se juntan las piezas de este rompecabezas, hay que encontrar a los jugadores adecuados. Es un buen ejemplo de por qué hay que estudiar el cerebro y el cuerpo a este nivel de especificidad celular. De lo contrario, si se mezclan diferentes tipos celulares, los cambios que se producen en determinados tipos celulares podrían promediarse y pasar desapercibidos.”