Estudio revela impulsor inmunitario del envejecimiento cerebral
Crédito: CC0 Dominio público
Supongamos que el oso Smokey se desboca y comienza a provocar incendios forestales en lugar de apagarlos. Eso describe aproximadamente el comportamiento de ciertas células de nuestro sistema inmunológico que se vuelven cada vez más irascibles a medida que envejecemos. En lugar de apagar las brasas, avivan las llamas de la inflamación crónica.
Los biólogos han teorizado durante mucho tiempo que la reducción de esta inflamación podría retrasar el proceso de envejecimiento y retrasar la aparición de afecciones asociadas con la edad, como enfermedades cardíacas, enfermedad de Alzheimer, cáncer y fragilidad, y tal vez incluso prevenir la pérdida gradual de agudeza mental que ocurre a casi todo el mundo.
Sin embargo, la pregunta de qué es exactamente lo que hace que determinadas células del sistema inmunitario se activen a toda marcha inflamatoria ha carecido de una respuesta definitiva.
Ahora, los investigadores de Stanford Medicine creen que ellos tienen uno Si sus hallazgos en ratones viejos y en cultivos de células humanas se aplican a humanos reales, podrían presagiar la recuperación de las capacidades mentales de las personas mayores administrada farmacéuticamente.
En un estudio que se publicará el 21 de enero en Nature, los investigadores echarle la culpa a un conjunto de células inmunitarias llamadas células mieloides. Katrin Andreasson, MD, profesora de neurología y ciencias neurológicas, es la autora principal del estudio. Su autor principal es MD-Ph.D. estudiante Paras Minhas.
Las células mieloides, que se encuentran en el cerebro, el sistema circulatorio y los tejidos periféricos del cuerpo, son en parte soldados y en parte guardaparques. Cuando no están luchando contra intrusos infecciosos, se mantienen ocupados limpiando desechos, como células muertas y grupos de proteínas agregadas; proporcionar bocadillos de nutrientes a otras células; y sirven como centinelas que observan signos de patógenos invasores.
Pero a medida que envejecemos, las células mieloides comienzan a descuidar sus funciones normales de protección de la salud y adoptan una agenda de guerra interminable con un enemigo inexistente, infligiendo daños colaterales a tejidos inocentes en el proceso.
Un bloqueo eficaz
En el estudio, bloquear la interacción de una hormona particular y un receptor que abunda en las células mieloides fue suficiente para restaurar el metabolismo juvenil y temperamento plácido de células mieloides humanas y de ratón en una placa y en ratones vivos. Este bloqueo también revirtió el deterioro mental relacionado con la edad en ratones más viejos, restaurando sus habilidades de memoria y navegación a las exhibidas por ratones jóvenes.
«Si ajusta el sistema inmunológico, puede reducir la edad del cerebro». Andreasson dijo. Los experimentos de su equipo en células humanas sugieren que un rejuvenecimiento similar puede ser posible en las personas, dijo.
Las células mieloides son la principal fuente del cuerpo de PGE2, una hormona que pertenece a la familia conocida como prostaglandinas. PGE2 hace muchas cosas diferentes en el cuerpo, algunas buenas, otras no siempre tan buenas, por ejemplo, promueve la inflamación. Lo que hace la PGE2 depende de qué células, y en cuál de las diferentes variedades de receptores en la superficie de esas células, cae la hormona.
Un tipo de receptor para la PGE2 es el EP2. Este receptor se encuentra en las células inmunitarias y es especialmente abundante en las células mieloides. Inicia actividad inflamatoria dentro de las células después de unirse a PGE2.
El equipo de Andreasson cultivó macrófagos, una clase de células mieloides situadas en tejidos de todo el cuerpo, de personas mayores de 65 años y las comparó con macrófagos de personas menores de 35. También observaron macrófagos de ratones jóvenes versus viejos.
‘Un doble golpe’
Observaron que los macrófagos humanos y de ratones más viejos no solo producían mucha más PGE2 que los más jóvenes. pero también tenían un número mucho mayor de EP2 en sus superficies. Andreasson y sus colegas también confirmaron aumentos significativos de los niveles de PGE2 en la sangre y el cerebro de ratones viejos.
«Es un ciclo de retroalimentación positiva doble», dijo Andreasson. El aumento exponencial resultante en la unión de PGE2-EP2 amplifica los procesos intracelulares asociados con la inflamación en las células mieloides.
Los investigadores demostraron, tanto en células mieloides humanas como de ratón, cómo se establece este hiperimpulso inflamatorio: el gran aumento La unión de PGE2-EP2 en las células mieloides de las personas mayores altera la producción de energía dentro de estas células al desviar la glucosa que alimenta la producción de energía en la célula del consumo al almacenamiento.
Los investigadores encontraron que las células mieloides experimentan una propensión creciente, impulsada por la edad. -asociado a una mayor unión de PGE2-EP2, para acumular glucosa al convertir esta fuente de energía en largas cadenas de glucosa llamadas glucógeno (el equivalente animal del almidón) en lugar de «gastarlo» en la producción de energía. Ese acaparamiento, y el subsiguiente estado crónico de agotamiento de la energía de las células, las lleva a una ira inflamatoria, causando estragos en los tejidos envejecidos.
«Esta poderosa vía impulsa el envejecimiento», dijo. «Y se puede reducir».
Los científicos de Stanford demostraron esto al bloquear la reacción del receptor de hormonas en las superficies de las células mieloides en los ratones. Le dieron a los ratones cualquiera de los dos compuestos experimentales que interfieren con la unión de PGE2-EP2 en los animales. También incubaron macrófagos humanos y de ratón cultivados con estas sustancias. Al hacerlo, las células mieloides viejas metabolizaron la glucosa tal como lo hacen las células mieloides jóvenes, revirtiendo el carácter inflamatorio de las células viejas.
Más sorprendente, los compuestos revirtieron el deterioro cognitivo relacionado con la edad de los ratones. Los ratones mayores que los recibieron se desempeñaron tan bien en las pruebas de memoria y navegación espacial como los ratones adultos jóvenes.
Uno de los dos compuestos que usaron los científicos de Stanford fue efectivo a pesar de que no penetra la barrera hematoencefálica. . Esto sugiere, dijo Andreasson, que incluso restablecer las células mieloides fuera del cerebro puede lograr efectos profundos en lo que sucede dentro del cerebro.
Ninguno de los compuestos está aprobado para uso humano, anotó, y es posible que tengan efectos tóxicos. efectos secundarios, aunque no se observó ninguno en los ratones. Proporcionan una hoja de ruta para que los fabricantes de medicamentos desarrollen un compuesto que se pueda administrar a las personas.
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Funcionalidad de las células inmunitarias en los primeros años de vida Más información: Restaurar el metabolismo de las células mieloides revierte el deterioro cognitivo en el envejecimiento, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-020-03160-0 , www.nature.com/articles/s41586-020-03160-0 Información de la revista: Nature
Proporcionado por el Centro Médico de la Universidad de Stanford Cita: El estudio revela un impulsor inmunológico del envejecimiento cerebral (20 de enero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-reveals-immune-driver-brain-aging.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.