MADRID, 3 Abr. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del Instituto Europeo de Bioinformática (EMBL-EBI), de la Universidad de Cambridge, del 'Wellcome Trust Sanger Institute' y del 'Cancer Research UK-Cambridge Institute' (CRUK-CI), en Reino Unido, han arrojado luz sobre un largo debate sobre por qué el sistema inmunológico se debilita con años. Sus hallazgos, publicados en 'Science', muestran que las células inmunes en los tejidos más viejos carecen de coordinación y exhiben mucha más variabilidad en la expresión génica en comparación con sus homólogos más jóvenes.
Todos hemos sido testigos del progresivo declive de la función que se produce con el envejecimiento, pero ¿qué causa exactamente esta disminución y por qué sucede a diferentes ritmos en distintas partes del cuerpo? Para encontrar respuestas, los científicos necesitan deshacer todos los mecanismos del envejecimiento a nivel molecular para cada tejido. Este nuevo trabajo se centró en el tejido inmune: específicamente, las células T CD4 +.
El sistema inmunológico es como una orquesta sinfónica, con muchos tipos diferentes y subtipos de células que trabajan juntas para combatir las infecciones; pero a medida que envejece, su respuesta a la infección se debilita por razones que aún no están claras. Un debate de larga duración entre los científicos se refiere a dos hipótesis centrales: o la degradación funcional es causada por una pérdida de rendimiento celular o es por una pérdida de coordinación entre las células.
Para resolver el debate, los investigadores han estudiado muchos tipos de células diferentes, analizando los perfiles de expresión génica "promedio". Esta investigación empleó la tecnología de alta resolución de secuenciación de una sola célula para crear nuevos conocimientos sobre cómo la variabilidad entre células está relacionada con el envejecimiento. Los autores secuenciaron el ARN de las células T CD4 + y de memoria en ratones jóvenes y viejos, tanto en estados estimulados como no estimulados.
Sus hallazgos mostraron claramente que la pérdida de coordinación es un componente clave del deterioro del rendimiento inmunológico causado por el envejecimiento de las células T. "Se podría pensar en la secuenciación del ADN como un batido de fruta. La tecnología de secuenciación tradicional es un poco como tomar un sorbo del batido tratando de adivinar cuáles son los ingredientes", pone como ejemplo John Marioni, líder del grupo en EMBL-EBI y en CRUK-CI.
"Ahora, la genómica de una sola célula nos permite estudiar los ingredientes de forma individual, de forma que obtenemos una visión directa de las partes constituyentes. Extrapolándolo, significa que la secuenciación de una sola célula permite a los investigadores individualmente mirar miles de genes en un momento dado", explica
DISMINUYE LA EFICACIA COLECTIVA DE LAS CÉLULAS INMUNOLÓGICAS
El líder de grupo en el Instituto Cambridge de Investigación del Cáncer de la Universidad de Cambridge y profesorado asociado del Instituto Wellcome Trust Sanger, Duncan Odom, apunta otra analogía para explicar cómo las células inmunes combaten la infección.
"Imagine el sistema inmunológico como un 'ejército celular' listo para proteger al cuerpo de la infección --dice Odom--. Nuestra investigación reveló que este ejército está bien coordinado en animales jóvenes, con todas las células trabajando juntas y operando como una falange griega para bloquear la infección".
Esta estrecha coordinación hace que el sistema inmunológico sea más fuerte y le permite combatir la infección más eficazmente. El estudio del equipo muestra que a medida que el animal envejece, la coordinación celular se descompone. "Aunque las células individuales pueden ser fuertes, la falta de coordinación entre ellas hace que su eficacia colectiva sea menor", concluye Odom.
Estudios previos han demostrado que, en animales jóvenes, la activación inmunológica da lugar a una expresión génica fuertemente regulada. Este trabajo revela además que la activación da como resultado una disminución de la variabilidad de célula a célula. El envejecimiento elevó la heterogeneidad de la expresión génica en poblaciones de dos especies de ratones, así como en diferentes tipos de células inmunes, lo que sugiere que el aumento de variabilidad transcripcional entre células puede ser una característica del envejecimiento en la mayoría de los tejidos de mamíferos.
"Hay mucho interés en cómo se produce el envejecimiento biológico, pero no se sabe mucho sobre el envejecimiento molecular", destaca la científica Celia Pilar Martínez-Jiménez, investigadora experimental y postdoctoral en el Instituto Sanger y CRUK-CI. "Esta iniciativa de investigación exploró una nueva faceta de la respuesta celular a la enfermedad, al tiempo que aborda las cuestiones relacionadas con el envejecimiento", resalta.
Este estudio interdisciplinario allana el camino hacia una exploración más profunda de los mecanismos por los cuales los diferentes tipos de células envejecen e ilustra el potencial de la secuenciación de una sola célula para permitir una mayor comprensión del desarrollo celular y la actividad.
