El reservorio de células madre sanguíneas se reduce y queda dominado por clones que muestran una preferencia por producir células mieloides, células inmunitarias vinculadas a la inflamación crónica. Los cambios sanguíneos son detectables a los 50 años y prácticamente universales a los 60.

Esas conclusiones figuran en un estudio liderado por un equipo del Centro de Regulación Genómica (CRG) y el Instituto de Investigación Biomédica (IRB), ambos ubicados en Barcelona.

Los autores del estudio sospechan que la pérdida de diversidad clonal podría explicar el ‘inflammaging’, la inflamación crónica persistente que surge durante el envejecimiento y que puede hacer más vulnerables a las personas ante las enfermedades.

El equipo observó este patrón tanto en ratones como en humanos, lo que sugiere que los hallazgos constituyen una característica fundamental del envejecimiento sanguíneo en diferentes especies.

El trabajo puede conducir al desarrollo de nuevas estrategias que detecten señales tempranas de envejecimiento no saludable mucho antes de que aparezcan los síntomas, ayudando a prevenir enfermedades como el cáncer o trastornos inmunitarios.

También abre la puerta al estudio de la viabilidad de las terapias de rejuvenecimiento en humanos, esfuerzos que tradicionalmente se han centrado en la investigación con animales.

HASTA 200.000 CÉLULAS MADRE

Por otro lado, las células madre sanguíneas compiten por sobrevivir. En la juventud, esta competencia produce un ecosistema rico y diverso, mientras que, en la vejez, algunas desaparecen por completo.

Unas pocas células madre toman el control y estas trabajan con mayor intensidad para compensar. Esto reduce la diversidad, lo cual perjudica la resiliencia del sistema sanguíneo.

Diversas células madre pueden responder a diferentes tipos de estrés, por lo que el predominio de unos pocos clones hace que todo el sistema sea más frágil, según Lars Velten, jefe de grupo en el CRG y coautor del estudio.

Los científicos tuvieron que resolver un desafío técnico de larga duración para realizar su descubrimiento. En la juventud, los humanos tienen entre 50.000 y 200.000 células madre sanguíneas activas, que generan entre 100.000 y 200.000 millones de nuevas células sanguíneas cada día.

Rastrear cada célula sanguínea hasta su célula madre original requiere modificar genéticamente el ADN. En los humanos, este tipo de ingeniería genética no es ni práctico ni ético.

En su lugar, el equipo recurrió a las epimutaciones. Se trata de cambios epigenéticos en las etiquetas químicas, también conocidas como marcas de metilación, unidas al ADN. Estas etiquetas ayudan a las células a saber qué genes activar o desactivar.

Cuando una célula madre se divide, las marcas de metilación se copian en sus células hijas, dejando un ‘código de barras’ natural y permanente que los investigadores pueden ‘escanear’ o leer para trazar la posición de cada célula en el árbol genealógico.

“Nuestras células portan alteraciones genéticas que, en conjunto, nos hacen individuos únicos. Pero también somos un mosaico de alteraciones epigenéticas. Grupos de células, incluso si terminan desempeñando funciones diferentes, comparten marcas de metilación que las vinculan a una célula madre ancestral común. Finalmente hemos podido construir el árbol genealógico epigenético leyendo la información escrita directamente en el ADN de cada célula”, según Alejo Rodríguez-Fraticelli, coautor del estudio y jefe de grupo en el IRB Barcelona.

EPI-CLONE

Los investigadores desarrollaron una nueva técnica llamada EPI-Clone, que lee los códigos de barras de metilación de células individuales. Se diseñó modificando la plataforma de secuenciación unicelular Tapestri de Mission Bio.

La emplearon para reconstruir el historial de producción de sangre tanto en ratones como en humanos, lo que permitió rastrear qué células madre contribuían a la producción de sangre y cuáles habían desaparecido con el tiempo.

Para estudiar terapias de rejuvenecimiento en humanos, los investigadores primero tendrían que identificar qué clones son problemáticos, algo que hasta ahora no ha sido posible. EPI-Clone es adecuado para la investigación clínica porque funciona con códigos de barras naturales en lugar de etiquetas artificiales que requieren modificación genética.

“Si queremos ir más allá de los tratamientos antienvejecimiento genéricos y adentrarnos en una verdadera medicina de precisión para el envejecimiento, esta es precisamente la herramienta que necesitamos”, afirma Velten.