Un nuevo sistema detecta células senescentes ‘in vivo’

Investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia, el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), el Centro de Investigación Biomédica en Red Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) y la Universidad de Cambridge han creado un nuevo sistema para detectar células senescentes in vivo y sin dañar el tejido. Su trabajo ha sido publicado en el Journal of the American Chemical Society.

El objetivo principal de la senescencia celular es evitar la proliferación de células dañadas y, al mismo tiempo, desencadenar la reparación de tejidos. Sin embargo, cuando el daño persiste, o durante el envejecimiento, el proceso de reparación de tejidos es ineficiente y las células senescentes tienden a acumularse. Esta acumulación de células senescentes en los tejidos afecta las funciones tisulares y acelera el envejecimiento.

“Se ha demostrado que la eliminación de las células senescentes mejora una variedad de enfermedades asociadas con el envejecimiento, revierte los procesos degenerativos y extiende la longevidad. Por todo ello, las estrategias para detectar y eliminar células senescentes han ganado gran interés en los últimos años”, explica Manuel Serrano, investigador principal del Grupo de Supresión Tumoral del CNIO.

En concreto, los investigadores han desarrollado una nueva sonda capaz de detectar células senescentes en un modelo in vivo, algo que no se había logrado hasta ahora. “La sonda aumenta significativamente la fluorescencia de manera selectiva en el interior de las células senescentes”, comenta Beatriz Lozano, investigadora del Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) en la UPV.

Sensor de fluoróforo y galactosa

“Químicamente hablando, el sensor está compuesto por un fluoróforo unido a una galactosa. Las células senescentes tienen la propiedad diferencial de que rompen enlaces con galactosa muy eficientemente. Cuando el sensor se internaliza en una célula senescente se rompe este enlace y esto da lugar a un gran aumento en la fluorescencia del sensor que es la señal que detectamos excitando con un láser. Sin embargo, cuando el sensor se internaliza en una célula normal (no senescente) no se observa señal”, apunta Ramón Martínez Máñez, director del Instituto IDM-UPV y director científico del CIBER-BBN.

El sensor tiene unas propiedades que hacen que se pueda excitar absorbiendo dos fotones, lo que provoca que la energía del láser utilizado para visualizar los tejidos sea mucho menor que los sensores convencionales. Además, las técnicas de dos-fotones disminuyen el daño en el tejido y tienen una mayor penetrabilidad.

“El sensor se inyectó de forma intravenosa en animales que habían sido tratados con quimioterapia (que produce daños celulares y senescencia), observándose señal de manera muy selectiva en las regiones que respondieron a la quimioterapia (y que por lo tanto tenían muchas células senescentes). Los animales no tratados con quimioterapia no mostraron ninguna señal”, destaca Beatriz Lozano.

Según los autores, la sonda es potencialmente aplicable a otros modelos de senescencia. Distintos grupos de investigación han comenzado ya a poner a prueba la sonda con sus modelos biológicos

Junto al Instituto IDM y el CIBER-BBN, en este estudio ha participado, por parte del CNIO, el grupo de Supresión Tumoral, así como el Cancer Centre Early Detection Programme de la Universidad de Cambridge. Este trabajo se presentará en el marco del XI International Workshop on Sensors and Molecular Recognition, que se celebra este jueves y viernes en el campus de la UPV.