BOSTON — Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts, dirigidos por el Dr. James E. Schwob, están examinando el comportamiento de las células madre adultas en el contexto del envejecimiento y, específicamente, el sentido del olfato. Como parte del proceso normal de envejecimiento, los adultos mayores experimentan con frecuencia una disminución de su función olfativa, lo que resulta en una pérdida total o comprometida del sentido del olfato. La pérdida del sentido del olfato, ya sea como resultado del envejecimiento, medicación, enfermedad o lesión, afecta el sentido del gusto; cuando el sentido del olfato está intacto, se combina con el sentido del gusto para comunicar el sabor de la comida. La pérdida del olfato en adultos mayores reduce la calidad de vida, compromete el estado nutricional y pone en riesgo la salud y seguridad de los adultos mayores.
El enfoque de la investigación en Tufts es aumentar la población de células madre adultas que mantienen el sentido del olfato en los adultos jóvenes, pero que se deterioran con el envejecimiento. El objetivo final es identificar una preparación farmacéutica que tenga ese efecto.
En un estudio publicado en la edición del 7 de diciembre de Cell Stem Cell , los investigadores aportan la primera evidencia de que es posible regenerar células madre del tejido nasal en ratones, aumentando así la población de células madre adultas.
Las células madre son indiferenciadas o no especializadas; son muy potentes y capaces de generar muchos tipos diferentes de células. Las células madre embrionarias pueden dar lugar a cualquier tipo de célula en el cuerpo, mientras que las células madre adultas o tisulares tienen una potencia más limitada. Las células madre adultas son las encargadas de mantener la estructura del tejido en el que se encuentran y repararlo después de una lesión. Existe evidencia de que las células madre adultas pueden regenerarse en respuesta a una lesión en el tejido como parte de un proceso de curación natural.
El equipo aprovechó ese proceso de curación natural. Células madre adultas regeneradas en ratones con tejido nasal lesionado. Cuando esas células madre adultas se trasplantaron a otros ratones, pudieron regenerar todos los diferentes tipos de células en el tejido nasal, también llamado epitelio olfativo. Esta expansión de la población de células madre mejoró cuando los investigadores aplicaron una preparación farmacéutica en la nariz; la combinación de fármacos empujó a las células progenitoras a permanecer aguas arriba como células madre adultas.
Aunque la respuesta involucró los ahora famosos factores de Yamanaka , la estrategia desarrollada por Schwob y su equipo es más eficiente y menos complicada que el enfoque ganador del Premio Nobel de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) desarrollado por el Dr. Shinya Yamanaka. El enfoque de Yamanaka fue diseñado para reemplazar las células madre perdidas por el envejecimiento induciendo a las células extraídas de tejidos adultos a comportarse como células madre embrionarias, obligándolas a expresar cuatro genes que generalmente se expresan en células madre embrionarias.
El equipo de investigación de Tufts determinó que solo dos de los cuatro factores utilizados por Yamanaka para reprogramar artificialmente células adultas en iPSC son fundamentales para el proceso de empujar a las células olfativas para que se vuelvan más parecidas a las células madre.
“Somos los primeros investigadores en obtener información sobre el mecanismo molecular responsable de permitir que estas células progenitoras adultas se vuelvan más potentes. Estábamos intrigados de que el proceso compartiera una similitud tan central con la tecnología iPSC, lo que proporciona una explicación potencial y un origen natural para el mecanismo que la comunidad científica ha aprovechado con gran efecto”, dijo el primer autor Brian Lin, Ph.D. graduado de la Escuela Sackler de Graduados en Ciencias Biomédicas en Tufts y ahora becario postdoctoral en Mass General Hospital.
“La restauración directa de células madre adultas tiene implicaciones para muchos tipos de degeneración de tejidos asociados con el envejecimiento, aunque estamos a varios años de diseñar terapias reales basadas en este trabajo. El epitelio olfativo es un modelo singularmente poderoso para comprender cómo los tejidos se regeneran o no lo hacen”, dijo el autor principal Jim Schwob, MD/Ph.D., profesor de Biología Química, Molecular y del Desarrollo en la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts en Boston. .
“Si podemos restaurar la población de células madre en el epitelio olfativo regenerándolas o administrando el fármaco adecuado en forma de aerosol nasal, podremos prevenir el deterioro del sentido del olfato”, continuó.
Los autores adicionales que participan en el estudio son Julie H. Coleman, Ph.D., graduada en neurociencia de la Escuela Sackler y anteriormente en el laboratorio de Schwob , ahora consultora de ciencias de la vida en Putnam Associates; Jesse N. Peterson, Ph.D., graduado del programa de biología molecular, celular y del desarrollo en la Escuela Sackler, anteriormente en el laboratorio de Schwob, y ahora científico postdoctoral en el Laboratorio de Biología Molecular del MRC; Matthew J. Zunitch, MD/Ph.D. candidato en Tufts; Woochan Jang, Ph.D., profesor asistente de investigación en la Escuela Sackler; y Daniel B. Herrick, MD/Ph.D. candidato en Tufts.
Esta investigación fue apoyada por premios del Instituto Nacional de Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación de los Institutos Nacionales de Salud (R01DC002167, R21DC015889, F31DC014637, F31DC014398, F30DC013962). El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente los puntos de vista oficiales de los Institutos Nacionales de Salud.
Lin, B., Coleman, JH, Peterson, JN, Zunitch, MJ, Jang, W., Herrick, DB, Schwob, JE (7 de diciembre de 2017) La lesión induce la reprogramación endógena y la desdiferenciación de progenitores neuronales a multipotencia. Célula de células madre , vol. 21 Número 6. https://doi.org/10.1016/j.stem.2017.09.008
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.