EUROPA
PRESS
4 mayo
2018
El
ayuno aumenta la capacidad regenerativa de las células madre
A medida que las personas envejecen,
sus células madre intestinales comienzan a perder su capacidad de regenerarse.
Estas células madre son la fuente de todas las células
intestinales nuevas, por lo que esta disminución puede hacer que sea más
difícil recuperarse de infecciones gastrointestinales u otras afecciones que
afectan el intestino; pero esta pérdida de función de las células madre
relacionada con la edad se puede revertir con un ayuno de 24 horas, según un
nuevo estudio de biólogos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por
sus siglas en inglés), en Estados Unidos.
Los investigadores encontraron que el ayuno mejora
drásticamente la capacidad de las células madre para regenerarse, tanto en
ratones jóvenes como en adultos. En ratones en ayunas, las células comienzan a
descomponer los ácidos grasos en lugar de la glucosa, un cambio que estimula a
las células madre para que se vuelvan más regenerativas. La regeneración
también se puede impulsar con una molécula que activa el mismo cambio
metabólico, según los autores de este trabajo. Tal intervención podría ayudar
potencialmente a personas mayores que se recuperan de infecciones del tracto
intestinal o pacientes con cáncer que se someten a quimioterapia.
"El ayuno tiene muchos efectos en el intestino, que
incluyen aumentar la regeneración y los posibles usos en cualquier tipo de
dolencia que afecte al intestino, como infecciones o cánceres", afirma uno
de los autores principales del estudio, Omer Yilmaz,
profesor asistente de Biología del MIT y miembro del Instituto Koch para la
Investigación Integral del Cáncer. "Entender cómo el ayuno mejora la salud
en general, incluido el papel de las células madre adultas en la regeneración
intestinal, en la reparación y en el envejecimiento, es un interés fundamental
de mi laboratorio", añade.
"Este estudio proporcionó evidencia de que el ayuno
induce un cambio metabólico en las células madre intestinales, desde la
utilización de carbohidratos hasta la quema de grasa", dice otro autor principal
del trabajo, David Sabatini, profesor de Biología del MIT y miembro del
Instituto Whitehead de Investigación Biomédica. "Curiosamente, el cambio
de estas células a la oxidación de ácidos grasos mejoró su función de manera
significativa. La orientación farmacológica de esta vía puede proporcionar una
oportunidad terapéutica para mejorar la homeostasis tisular en las patologías
asociadas a la edad", añade este experto, cuyo trabajo se publica este
jueves en 'Cell Stem Cell'.
Durante muchas décadas, los científicos han sabido que la
ingesta baja en calorías está relacionada con una mayor longevidad en los seres
humanos y otros organismos. Yilmaz y sus colegas, también los investigadores
postdoctorales del Instituto Whitehead Maria Mihaylova
y del Instituto Koch Chia-Wei Cheng, estaban
interesados en explorar cómo el ayuno ejerce sus efectos a nivel molecular,
específicamente en el intestino.
Las células madre intestinales son responsables de mantener
el revestimiento del intestino, que por lo general se renueva cada cinco días.
Cuando ocurre una lesión o infección, las células madre son clave para reparar
cualquier daño. A medida que las personas envejecen, las capacidades regenerativas
de estas células madre intestinales disminuyen, por lo que el intestino tarda
más tiempo en recuperarse.
"Las células madre intestinales son los caballos de
batalla del intestino que dan lugar a más células madre y a todos los tipos de
células diferenciadas del intestino. Notablemente, durante el envejecimiento,
la función de las células madre intestinales disminuye, lo que perjudica la
capacidad del mismo para repararse después del daño", dice Yilmaz.
"En esta línea de investigación, nos centramos en comprender cómo un ayuno
de 24 horas mejora la función de las células madre del intestino joven y
viejo", señala.
Las células madre
de ratones en ayuno duplican su capacidad regenerativa
Después de que los ratones ayunaron durante 24 horas, los
investigadores extrajeron las células madre intestinales y las cultivaron en un
plato de cultivo, lo que les permitió determinar si las células pueden dar
lugar a "mini intestinos" conocidos como organoides.
Los investigadores encontraron que las células madre de los roedores en ayunas
duplicaron su capacidad regenerativa.
"Fue muy obvio que el ayuno tuvo un efecto realmente
inmenso en la capacidad de las criptas intestinales para formar más organoides, que es impulsado por las células madre",
dice Mihaylova. "Esto fue algo que vimos tanto
en los ratones jóvenes como en los ratones viejos, y realmente queríamos
entender los mecanismos moleculares que lo impulsan, añade.
Otros estudios, incluida la secuenciación del ARN mensajero
de las células madre de los ratones que ayunaron, revelaron que el ayuno induce
a las células a cambiar su metabolismo habitual, que quema carbohidratos como
los azúcares, para metabolizar los ácidos grasos. Este cambio se produce
mediante la activación de factores de transcripción llamados PPAR, que activan
muchos genes que intervienen en el metabolismo de los ácidos grasos.
Los investigadores descubrieron que, si desactivaban este
camino, el ayuno ya no podría impulsar la regeneración. Estos científicos
planean ahora estudiar cómo este cambio metabólico provoca que las células
madre mejoren sus capacidades regenerativas.
También descubrieron que podían reproducir los efectos
beneficiosos del ayuno al tratar a los ratones con una molécula que imita los
efectos de los PPAR. "Eso también fue muy sorprendente --dice Cheng--. La
activación de una vía metabólica es suficiente para revertir ciertos fenotipos
de la edad". Los hallazgos sugieren que el tratamiento farmacológico
podría estimular la regeneración sin requerir que los pacientes ayunen, lo cual
es difícil para la mayoría de las personas.