Sobre el envejecimiento de la línea germinal y el rejuvenecimiento en embriones

Publicado en Fight Aging el 1 de octubre de 2020. (foto de portada: LENNART NILSSON, TT/SCIENCE PHOTO LIBRARY)

Parece demostrado que las células y los tejidos son en principio capaces de rejuvenecer. Los individuos envejecen, pero sus descendientes nacen jóvenes. La línea germinal en adultos está protegida en comparación con otras poblaciones celulares, pero sin embargo acumula formas de daño estocástico con el tiempo. Sin embargo, ese daño no es evidente en el momento en que se lleva a cabo el desarrollo embrionario en etapas posteriores. En algún lugar entre la concepción y esa etapa posterior del desarrollo embrionario, se produce una forma de rejuvenecimiento.

Los autores del artículo de acceso abierto de hoy consideran este tema con cierto detalle y la relevancia que podría tener para los esfuerzos futuros para producir terapias de rejuvenecimiento . En los últimos años, los científicos se han interesado cómo y por qué la reprogramación de células en células madre pluripotentes inducidas (IPSCs) resulta un espejo de gran parte de lo que ocurre en el embrión en desarrollo. Muchas de las marcas de la edad se eliminan y las células se rejuvenecen .

Un desarrollo inesperado en este campo de investigación es que la reprogramación de células in vivo parece ser beneficiosa, en lugar de muy perjudicial para la estructura y función de los tejidos, y por lo tanto, este enfoque se está desarrollando ahora como una forma de terapia de rejuvenecimiento. Esto hace que sea mucho más interesante comprender mejor exactamente lo que está sucediendo en el embrión en desarrollo.

La zona cero de la vida y el envejecimiento de los organismos

Una de las revelaciones más profundas de los avances científicos recientes es que los sistemas biológicos pueden rejuvenecerse por completo. De hecho, hace solo unos años, revertir los cambios deletéreos que se acumulan con la edad en su totalidad era simplemente inimaginable. Sin embargo, ahora sabemos que esto es posible, ya sea que consideremos la conversión de células somáticas en células madre pluripotentes inducidas (iPSC) o la reversión natural de la edad de la línea germinal con cada generación. Estos dos procesos convergen en algún lugar durante el desarrollo temprano en el punto aquí propuesto para denominarse la «zona cero». Es aquí donde comienza a desarrollarsevel organismo y el envejecimiento.

A menudo se comenta que, debido a que la línea germinal es inmortal, no envejece; esta noción data del siglo XIX, cuando August Weismann propuso la separación de la línea germinal sin edad y el cuerpo envejecido. Sin embargo, en el momento de la concepción, la línea germinal humana contribuyente se ha mantenido típicamente en un estado metabólicamente activo durante dos o más décadas y debe haber acumulado daño, como subproductos metabólicos, epimutaciones y proteínas irremplazables modificadas. En otras palabras, se ha vuelto biológicamente más antiguo que su estado embrionario anterior.

Aunque se espera que la edad biológica de la línea germinal en el momento de la concepción sea mucho más joven que la de los tejidos somáticos del mismo organismo, y aunque algunos de los daños acumulados pueden eliminarse mediante sistemas moleculares designados, el rejuvenecimiento en el estado prezigótico solo podría ser parcial. porque, en ausencia de división celular (como en el ovocito ), siempre hay más formas de daño que medios para protegerse contra ellas. Además, aunque algunas células germinales pueden acumular más daño que otras y por lo tanto puede dar lugar a una mortalidad temprana y anomalías en la descendencia (este daño también aumentará con la edad del huésped), todas las células germinales acumulan inevitablemente algún daño. Por lo tanto, para que la nueva vida comience en el mismo estado juvenil que en la generación anterior, el cigoto debe eliminar de alguna manera este daño y disminuir su edad biológica al nivel de la edad de la línea germinal de la generación anterior. En otras palabras, parece que la línea germinal envejece durante el desarrollo y la vida adulta, y luego se rejuvenece en la descendencia después de la concepción.

Todo esto conduce a un modelo en el que los embriones tempranos se rejuvenecen gradualmente, por ejemplo, extendiendo sus telómeros , borrando marcas epigenéticas y aclarando y diluyendo el daño molecular, y esto continúa hasta un momento particular durante el desarrollo temprano. La concepción representa un punto de partida para este proceso, que culmina en el estado de la edad biológica más baja, el punto cero de la vida y el envejecimiento de los organismos. En efecto, el período desde la concepción hasta esta etapa puede verse como una etapa preparatoria, que se asocia con la eliminación del daño y el rejuvenecimiento, para el desarrollo posterior del organismo.

El modelo de zona cero amplía y modifica la noción de Weismann de línea germinal inmortal hereditaria y cuerpo envejecido no hereditario al postular que (i) tanto el cuerpo como la línea germinal pueden envejecer; (ii) tanto el cuerpo como la línea germinal pueden rejuvenecerse; (iii) el cuerpo y la línea germinal pueden llevarse a un estado común caracterizado por la edad biológica más baja, la zona cero; y (iv) la edad se puede revertir sin la necesidad de tener un cuerpo y una línea germinal separados. El modelo propuesto se basa actualmente en experimentos in vitro y la aplicación de relojes epigenéticos y de otro tipo.para evaluar la edad biológica y debería extenderse a la biología de los organismos experimentales. Comprender la naturaleza y los mecanismos del rejuvenecimiento, definir el punto exacto de la zona cero y descubrir formas de manipular la edad más baja puede brindar oportunidades para avances dramáticos en biología y medicina humanas.

Referencia

Vadim N. Gladyshev. (2021) The Ground Zero of Organismal Life and Aging. Trends in Molecular Medicine January, 27 (1): 11-19.