Un científico describe el envejecimiento como una reorganización celular por etapas: qué determina cada fase

El paso del tiempo deja huellas visibles en el cuerpo: el cabello pierde color, la piel se arruga y la fuerza física tiende a disminuir. Detrás de estos signos, el envejecimiento esconde un entramado complejo que la ciencia busca descifrar.

Aunque suele pensarse en la vejez como el resultado de un desgaste biológico inevitable, nuevas investigaciones proponen que este proceso responde a un orden oculto y preciso.

El biólogo Junyue Cao de la Universidad Rockefeller en Nueva York observa el envejecimiento bajo un enfoque novedoso. Su trabajo revela que los cambios que ocurren en las células a lo largo de la vida no obedecen al azar ni al mero deterioro, sino que siguen una secuencia determinada.

Tras analizar millones de células en diferentes etapas vitales, halló que la vejez surge de una reorganización profunda de los tejidos. Esta visión transforma el modo en que se entiende la biología del envejecimiento y abre la puerta a explorar cómo ralentizar o modificar este destino celular.

El envejecimiento es un proceso programado y ordenado

Junyue Cao nació en Hebei, China, y desde su adolescencia mostró interés por los misterios del envejecimiento al observar los cambios en sus propios familiares. Eligió la biología como carrera en la Universidad de Pekín y continuó su formación en Estados Unidos. Actualmente dirige un laboratorio en la Universidad Rockefeller, donde desarrolla tecnologías genómicas para estudiar cómo envejecen los organismos y busca nuevas formas de intervenir en ese proceso.

Cao sostiene que el envejecimiento no consiste en una descomposición fortuita de moléculas y órganos, sino en una secuencia de etapas definidas por cambios moleculares y celulares específicos. Según sus experimentos, el envejecimiento se manifiesta como una “remodelación de la sociedad celular”, concepto que surge tras analizar la expresión de los genes en millones de células de ratones en diferentes etapas de vida. Esta visión se aleja del paradigma tradicional que asocia la vejez a daños acumulativos e irreversibles y propone que existen señales moleculares que guían el proceso de envejecimiento desde edades tempranas.

Sus estudios muestran que, a medida que pasa el tiempo, ciertos grupos de células se reducen o aumentan de manera ordenada y coordinada. Estos patrones no aparecen por accidente, sino que obedecen a señales internas del propio organismo.

Así, el envejecimiento se parece más a una reorganización programada de los tejidos que a una simple acumulación de daños, lo que abre la posibilidad de intervenir sobre los mecanismos que lo controlan.

En sus experimentos, Cao y su equipo estudiaron más de 21 millones de células, extraídas de 14 órganos diferentes en unos 50 ratones, tanto machos como hembras, y en cinco momentos clave de su vida. Descubrieron que solo una parte de las células cambia de forma evidente con la edad, mientras que la mayoría permanece estable a lo largo del tiempo. Los resultados fueron publicados en la revista Science.

Las fases del envejecimiento

El análisis de las células de los ratones identificó que el envejecimiento ocurre en etapas definidas, donde distintos grupos de células aumentan o disminuyen de forma coordinada.

En una primera fase, que equivale a la juventud temprana en humanos (alrededor de los 20 a 30 años), se observó una pérdida de células musculares, células grasas y algunos tipos de células jóvenes del cerebro que pueden regenerar tejidos nerviosos.

Posteriormente, en una etapa comparable a los 30 y 40 años en personas, disminuyen células que cumplen funciones clave en el mantenimiento de los tejidos, como las que forman los tendones, las que recubren y estabilizan los vasos sanguíneos, las musculares del colon y las epiteliales del riñón, además de algunas células inmunes que protegen órganos como el intestino.

Más adelante, cerca de los 40 a 50 años en humanos, se produce un cambio: comienza a aumentar la cantidad de células del sistema inmune y de otros órganos, muchas de ellas relacionadas con el estrés y la inflamación. En etapas aún más avanzadas, equivalentes a los 60 años y más, proliferan células inmunes especializadas asociadas al envejecimiento, que pueden favorecer la aparición de enfermedades crónicas como problemas cardíacos, artritis, cáncer o trastornos respiratorios.

Nuevas herramientas para entender el proceso desde las células

El equipo de Cao creó herramientas avanzadas que permiten estudiar millones de células al mismo tiempo y ver cómo cambian con la edad. Con estas tecnologías, lograron construir mapas muy detallados sobre cómo envejecen los tejidos. Una de estas herramientas, llamada EasySci-ATAC, permitió analizar más de 10 millones de núcleos celulares de 21 órganos distintos en ratones de diferentes edades. Así, identificaron regiones del ADN que controlan el funcionamiento de las células y observaron cómo varían con el paso del tiempo.

Otra técnica, conocida como TrackerSci, facilitó seguir el comportamiento de las células jóvenes que pueden transformarse en otras células del cuerpo. Esto permitió detectar poblaciones celulares difíciles de ver con métodos tradicionales y descubrir que la renovación de las células no siempre disminuye con la edad, sino que el envejecimiento implica una redistribución de las células que se multiplican.

Un hallazgo importante revela que los cambios en la cantidad y función de ciertos grupos celulares ocurren al mismo tiempo en varios órganos. Esto apunta a la existencia de señales internas, como las citocinas, que son proteínas que actúan como mensajeros para coordinar estos cambios. Además, cerca del 40% de las variaciones detectadas dependen del sexo, lo que podría explicar por qué algunas enfermedades afectan de manera diferente a hombres y mujeres a medida que envejecen.

¿Es posible intervenir en el envejecimiento?

El trabajo de Cao ofrece una nueva base para diseñar intervenciones contra el envejecimiento. Al identificar los tipos celulares más vulnerables y los puntos críticos de regulación genética y epigenética, su laboratorio propone que es posible desarrollar terapias dirigidas. Por ejemplo, la manipulación de citocinas, hipotéticamente, podría permitir ralentizar los procesos de envejecimiento coordinados en múltiples órganos.

Los resultados también muestran que las capacidades regenerativas y la robustez del sistema celular disminuyen antes de la mediana edad. Por eso, cualquier estrategia para frenar el envejecimiento debería iniciarse en etapas tempranas, antes de que se produzcan los cambios más abruptos.

Además, a partir del “atlas celular”, que es una especie de mapa detallado que muestra cómo se distribuyen y cómo cambian las distintas células en los órganos a medida que pasa el tiempo, les permite a los científicos observar de manera precisa qué sucede en cada tipo de célula durante el envejecimiento y facilita el estudio de posibles tratamientos para mantener los tejidos sanos por más tiempo. También ayuda a entender cómo se relacionan los cambios en la actividad genética, las transformaciones de las células y el funcionamiento general de los órganos a lo largo de la vida.

La investigación del biólogo redefine el envejecimiento como un proceso dinámico, programado y susceptible de intervención. Este enfoque allana el camino hacia estrategias más efectivas para preservar la salud y la funcionalidad de los tejidos a lo largo del tiempo.