Las neuronas viejas pueden bloquear la neurogénesis en ratones
Esta es una imagen de alta resolución de la gran cantidad de nuevas neuronas que se producen (en rojo) en el hipocampo de ratones de mediana edad, tratados con el fármaco que elimina las células madre neurales senescentes en el nicho de células madre. Crédito: Michael Fatt
La destrucción de las células senescentes en el nicho de las células madre envejecidas mejora la neurogénesis del hipocampo y la función cognitiva en ratones, informan los investigadores el 20 de enero en la revista Stem Cell Reports.
«Nuestros resultados respaldan aún más la noción de que la senescencia excesiva es un factor impulsor del envejecimiento, e incluso la reducción de estas células en la vejez puede rejuvenecer y restaurar la función del nicho de células madre», dice el autor principal David Kaplan de El Hospital para Niños Enfermos (SickKids) en Toronto, Canadá. «Además, identifican a las células madre como un objetivo celular clave, lo que podría explicar los efectos generalizados de las células senescentes en el deterioro de los tejidos».
Las células senescentes, que se detienen de forma permanente debido al estrés crónico, son en parte responsables del tejido disminución durante el envejecimiento. Varios estudios indican que las células senescentes también juegan un papel negativo en los trastornos neurodegenerativos relacionados con la edad. Pero los mecanismos celulares responsables de la falla de los tejidos durante el envejecimiento aún no están del todo claros.
Algunas investigaciones han señalado a las células madre como objetivos para el envejecimiento y el declive funcional asociado con la senescencia. El cerebro de los mamíferos adultos contiene células madre que generan continuamente nuevas neuronas que son importantes para la cognición. La generación de nuevas neuronas en el hipocampo declina rápidamente con la edad y esta declinación se asocia con una actividad reducida de las células madre. Esto plantea la posibilidad de que la acumulación de células senescentes dependiente de la edad pueda desregular las células madre neurales y, por lo tanto, afectar negativamente la función cerebral.
«Las células madre duran toda la vida y, como nosotros, están sujetas a los estragos del envejecimiento, las condiciones ambientales factores estresantes y el deterioro de la maquinaria que les permite funcionar de manera óptima», explica Kaplan. «Para sobrevivir, muchas células madre vuelven a un estado inactivo, inactivo y de inactividad. Nuestro objetivo era despertar estas células inactivas y, al hacerlo, permitirles llevar a cabo sus funciones biológicas que facilitan el aprendizaje, la memoria y la reparación del cerebro. .»
En el nuevo estudio, Kaplan se asoció con Freda Miller y Paul Frankland de SickKids para probar la idea de que el aumento de la senescencia dentro del nicho de células madre neurales impacta negativamente en la neurogénesis adulta, centrándose en el ratón de mediana edad. cerebro. Observaron una acumulación de células senescentes dependiente del envejecimiento, en su mayoría células madre senescentes, dentro del nicho de células madre del hipocampo que coincide con la disminución de la neurogénesis adulta. La ablación farmacológica de las células senescentes a través de un fármaco llamado ABT-263 provocó un rápido aumento en la proliferación de células madre normales y la neurogénesis, y la ablación genética de las células senescentes activó de manera similar las células madre del hipocampo.
Este estallido de neurogénesis había durado mucho tiempo. Efectos a largo plazo en ratones de mediana edad. Un mes después del tratamiento con ABT-263, las neuronas del hipocampo de los adultos aumentaron y se mejoró la memoria espacial dependiente del hipocampo. «La sorpresa para nosotros es que solo una inyección del fármaco fue suficiente para movilizar las células madre normales en el hipocampo, y lo hizo después de solo 5 días», dice Kaplan. «Las células madre recién despertadas continuaron funcionando bien durante los siguientes 30 días».
Estos resultados respaldan la idea de que la acumulación de células senescentes dependiente del envejecimiento, incluidas las células madre senescentes en el nicho del hipocampo, afecta negativamente función normal de las células madre y neurogénesis adulta, lo que contribuye a una disminución relacionada con el envejecimiento en la cognición dependiente del hipocampo. Además, los resultados proporcionan una explicación potencial para las disminuciones relacionadas con la edad observadas anteriormente en las células madre del hipocampo y la neurogénesis. Una gran proporción de células madre se vuelven senescentes, lo que hace que no estén disponibles para generar nuevas neuronas, y es probable que estas células madre senescentes afecten negativamente la neurogénesis de sus vecinos no senescentes.
«Cuando mejoramos el vecindario al deshacernos de células nocivas en el nicho de células madre, comenzamos a movilizar y despertar las células madre latentes, lo que les permite generar nuevas neuronas para el aprendizaje espacial y la memoria», dice Kaplan. «Creemos que son las células madre senescentes que eliminamos las responsables de mejorar la función de las células madre normales no senescentes en el nicho».
Si bien los hallazgos implican la senescencia de las células madre en la edad relacionado con el declive, las células madre claramente no son los únicos sustratos celulares importantes para la senescencia en el sistema nervioso. El papel potencial de la senescencia celular en el cerebro se ha estudiado más ampliamente en el contexto de los trastornos neurodegenerativos. En particular, la microglía senescente, los astrocitos y las células progenitoras de oligodendrocitos se acumulan en el cerebro humano envejecido y en proceso de degeneración, y la eliminación de estas células senescentes en modelos de ratón puede mejorar algunas de las consecuencias adversas de la neurodegeneración y la obesidad. Pero estos estudios se centraron en la microglia senescente y las células gliales en condiciones neuropatológicas en lugar del envejecimiento normal.
«Además, la mayoría de los estudios sobre el despertar de las células madre latentes se han centrado en la movilización de las propias células», dice Kaplan. «Sin embargo, una pregunta clave cuando envejecemos es si es algo intrínseco en las células madre lo que hace que se vuelvan inactivas o si es el entorno en el que residen lo que provoca este estado latente. Es bien sabido que el nicho de las células madre , o vecindario, se deteriora con la edad. Despertar las propias células madre latentes puede no ser útil si, cuando lo hacen, su vecindario no les permite funcionar de manera óptima».
Según los autores, un estudio La limitación fue el uso de ratones de mediana edad y no de ratones mayores que podrían tener más relevancia para posibles estrategias terapéuticas para la pérdida de capacidades cognitivas en adultos mayores. No obstante, los hallazgos pueden tener implicaciones para el tratamiento de afecciones relacionadas con la edad.
«Una pregunta pendiente es si reducir la cantidad de células madre senescentes solo mejorará la función y la cognición normales de las células madre o si eliminar otras células madre senescentes tipos de células también es importante», dice Kaplan. «Si bien nuestras condiciones son más específicas para eliminar las células madre senescentes, es probable que los tratamientos que reducen las cantidades de todas las células senescentes nocivas en el cerebro produzcan los mejores resultados».
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Una nueva vacuna que altera las células senescentes de una manera que obliga al sistema inmunitario a eliminarlas Más información: David R. Kaplan, Restoration of hippocampal neural precursor function by ablation de células senescentes en el nicho de células madre envejecidas, Stem Cell Reports (2022). DOI: 10.1016/j.stemcr.2021.12.010. www.cell.com/stem-cell-reports … 2213-6711(21)00649-4 Información de la revista: Stem Cell Reports
Proporcionado por Cell Press Cita: Las neuronas viejas pueden bloquear la neurogénesis en ratones (2022, enero 20) obtenido el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-neurons-block-neurogenesis-mice.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.