Una nueva investigación muestra cómo las células humanas pueden “recargarse” eficazmente reemplazando sus baterías internas (centrales de energía microscópicas llamadas mitocondrias) y el descubrimiento podría tener amplios beneficios en la atención médica y en los tratamientos médicos.
Las pilas de mitocondrias en la mayoría de nuestras células naturalmente disminuyen en número, se ralentizan y se desgastan con la edad. Una vez que empiezan a funcionar por debajo de su capacidad máxima, pueden contribuir a múltiples enfermedades en todas partes, desde el corazón hasta el cerebro.
En este último estudio, investigadores de la Universidad Texas A&M utilizaron partículas especiales con forma de flor llamadas nanoflores para eliminar las moléculas de oxígeno dañinas, activando genes que aumentan la cantidad de mitocondrias en las células madre humanas.
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Fundamentalmente, esas células madre potenciadas con energía podrían luego compartir sus mitocondrias con células vecinas viejas y dañadas. Es más un cambio de batería que una recarga, pero significa que las celdas existentes que han dejado de funcionar pueden volver a funcionar.
“Hemos entrenado a células sanas para que compartan sus baterías de repuesto con otras más débiles”, afirma el ingeniero biomédico Akhilesh Gaharwar.
“Al aumentar el número de mitocondrias dentro de las células del donante, podemos ayudar a que las células envejecidas o dañadas recuperen su vitalidad, sin ninguna modificación genética ni fármacos”.
En el siguiente vídeo, las células receptoras (verde) reciben nuevas mitocondrias (rojas) de células madre sanas. (Cortesía del Dr. Akhilesh K. Gaharwar)
Fabricadas a partir del compuesto disulfuro de molibdeno, las nanoflores se desarrollaron con pequeños agujeros que las hacían actuar como esponjas capaces de absorber especies reactivas de oxígeno estresantes en los tejidos objetivo. Se descubrió que esta eliminación desencadena la expresión de genes que aumentan varios niveles la producción de mitocondrias en las células madre del experimento.
Las células madre están construidas naturalmente para compartir mitocondrias, pero en estos experimentos de laboratorio, tenían muchas más centrales eléctricas de sobra de lo normal, lo que mejoró el efecto de recarga en otras células.
Se compartieron aproximadamente dos veces más mitocondrias de lo que normalmente se esperaría, informan los investigadores, y las células del músculo liso, que se encuentran en el corazón, aumentaron de tres a cuatro veces. En las células del corazón expuestas a una quimioterapia dañina, la tasa de supervivencia de las células tratadas mejoró significativamente.
Los investigadores sugieren que el enfoque podría usarse para rejuvenecer las células en cualquier parte del cuerpo: cerca del corazón para problemas cardiovasculares, por ejemplo, o directamente en el músculo para casos de distrofia muscular.
“Es bastante prometedor en términos de poder usarse en una amplia variedad de casos, y esto es sólo el comienzo”, dice el genetista John Soukar.
“Podríamos trabajar en esto para siempre y encontrar cosas nuevas y tratamientos para enfermedades nuevas todos los días”.
Todo esto es muy positivo, pero los propios investigadores admiten que todavía se encuentran en las primeras etapas. Si bien el estudio actual respalda la posibilidad de utilizar nanopartículas para mejorar la transferencia de mitocondrias, el siguiente paso es lograr que funcione en animales y personas.
Esas pruebas futuras deberían decirnos más sobre dónde se podrían implantar las células madre beneficiosas en el cuerpo y qué nivel de dosis sería seguro y apropiado. También es necesario estudiar los impactos a largo plazo del proceso.
“Este es un paso temprano pero emocionante hacia la recarga de tejidos envejecidos utilizando su propia maquinaria biológica”, dice Gaharwar.
“Si podemos impulsar de forma segura este sistema natural de reparto de energía, algún día podría ayudar a ralentizar o incluso revertir algunos efectos del envejecimiento celular”.
La investigación ha sido publicada en PNAS.