El envejecimiento es un proceso inevitable que afecta a todos los sistemas del cuerpo, incluido el cerebro, un órgano cuya complejidad y diversidad celular es un desafío. ¿Qué sucede a nivel molecular y celular en el cerebro a medida que se envejece? Un reciente estudio publicado en Nature ha dado un paso significativo hacia la comprensión de este fenómeno, utilizando tecnologías avanzadas para mapear los cambios transcriptómicos en diferentes tipos de células cerebrales de ratones jóvenes y envejecidos. Este avance no solo abre nuevas puertas para entender el envejecimiento saludable, sino que también podría ser clave para abordar enfermedades neurodegenerativas.
Explorando el envejecimiento cerebral a nivel celular
Comprender cómo el envejecimiento afecta al cerebro, tanto a nivel global como en regiones específicas y tipos de células, es esencial para entender el proceso normal de envejecimiento y su relación con enfermedades. En la última década, los investigadores han trabajado para identificar y catalogar las características moleculares y celulares que se mantienen constantes en diferentes modelos de estudio. En el caso del cerebro, se han identificado signos como la inflamación crónica mediada por microglía, la actividad anormal de las redes neuronales y el envejecimiento celular. Sin embargo, aunque estos hallazgos son importantes para entender cómo envejecen las células individuales, todavía queda mucho por aprender sobre el envejecimiento de un tejido tan complejo y diverso como el cerebro.
En los últimos años, estudios en ratones han analizado los cambios en la expresión genética durante el envejecimiento en diferentes regiones del cerebro a nivel de células individuales. Estos trabajos han mostrado que los cambios asociados con la edad son muy variados entre los diferentes tipos de células, tanto neuronales como no neuronales. Esto resalta la importancia de estudiar cada tipo celular en detalle para entender cómo cambian e interactúan entre sí durante el envejecimiento.
Metodología del estudio
El estudio titulado «Brain-wide cell-type-specific transcriptomic signatures of healthy ageing in mice» se centra en identificar cómo las células del cerebro, tanto neuronales como no neuronales, cambian con el tiempo. Utilizando secuenciación de ARN de una sola célula (scRNA-seq), los investigadores analizaron más de 1.2 millones de transcriptomas individuales en ratones de 2 meses (jóvenes) y 18 meses (envejecidos). Este enfoque permitió cubrir aproximadamente el 35% del volumen cerebral, convirtiéndose en el conjunto de datos más completo sobre transcriptómica del envejecimiento cerebral en ratones hasta la fecha.
Resultados relevantes
Se identificaron 2,449 genes que cambian su actividad con la edad, lo que afecta a diferentes tipos de células como las neuronas, astrocitos, tanicitos, microglía, oligodendrocitos y células ependimarias. Estos cambios incluyen la pérdida de células madre en áreas donde se generan nuevas neuronas, un aumento en la inflamación debido a una mayor actividad de genes relacionados con el sistema inmune, un deterioro en las conexiones neuronales por una menor producción de mielina, y alteraciones en genes que mantienen la estructura y función de las neuronas. Además, se observaron cambios en cómo las células del hipotálamo regulan los nutrientes, lo que afecta el equilibrio energético y la respuesta a hormonas y nutrientes.
El papel del hipotálamo en el envejecimiento
El hipotálamo, especialmente en la zona cercana al tercer ventrículo (V3), es clave para regular nutrientes y hormonas. Células como los tanicitos y ciertos tipos de neuronas (AgRP, CRH, LepR, GLP1R) participan en funciones importantes como controlar el apetito, manejar el estrés y regular la energía del cuerpo. Estas células muestran cambios significativos con el envejecimiento, lo que podría contribuir a problemas como inflamación, desregulación metabólica y pérdida de resiliencia emocional.
Además, estudios previos han demostrado que prácticas como la restricción calórica y el ayuno intermitente pueden retrasar el deterioro asociado al envejecimiento, mejorando la longevidad. Esto refuerza la importancia de comprender cómo el cerebro integra señales hormonales y de nutrientes, especialmente en áreas como el hipotálamo.
Implicaciones finales
Este estudio representa un paso crucial hacia una comprensión más profunda del envejecimiento cerebral. Al desentrañar los cambios transcriptómicos específicos de cada tipo celular, los investigadores están sentando las bases para nuevas estrategias en la prevención y tratamiento de enfermedades relacionadas con la edad. Para los profesionales y estudiantes de gerontología, estos hallazgos no solo enriquecen el conocimiento teórico, sino que también inspiran futuras investigaciones y aplicaciones clínicas. El cerebro, con toda su complejidad, aún guarda muchos secretos, pero estudios como este nos acercan cada vez más a desvelarlos.
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Fuente: Brain-wide cell-type-specific transcriptomic signatures of healthy ageing in mice