Una proteína especial de la sangre devuelve la juventud a los cerebros envejecidos
Científicos descubren cómo el ejercicio, la sangre joven y una hormona antienvejecimiento mejoran el aprendizaje y la memoria. Durante años, los científicos han sabido que la hormona antienvejecimiento klotho —que es producida sobre todo por los riñones—, el ejercicio y las transfusiones de sangre joven mejoran la función cerebral en ratones mayores. Pero ignoraban por qué.
Ahora, dos equipos de investigación de la Universidad de California en San Francisco (UCSF), en Estados Unidos, y un equipo de la Universidad de Queensland, en Australia, han descubierto que el factor plaquetario 4 (PF4), una pequeña proteína liberada por las plaquetas de la sangre, es el denominador común detrás de los tres factores que rejuvenecen el cerebro.
Recordemos que las plaquetas, también conocidas como trombocitos, son un tipo de células sanguíneas, diminutas y sin núcleo, que juegan un papel importante en la coagulación de la sangre. Normalmente, estas células con forma redonda u ovalada liberan PF4 para así alertar al sistema inmunitario y activar la formación de coágulos de sangre que impiden las hemorragias en las heridas y el sellado de vasos sanguíneos rotos.
Los investigadores descubrieron que este factor plaquetario también rejuvenece el cerebro castigado por el paso de los años, aparte de estimular y potenciar la actividad de los sesos jóvenes. Partiendo de estas virtudes del PF4, los investigadores se preguntan ahora si esta molécula de señalización podría utilizarse para tratar trastornos cognitivos relacionados con la edad, como la enfermedad de Alzheimer.
«Las posibilidades terapéuticas [del PF4] son muy interesantes», afirma en la revista Nature el genetista y experto en antienvejecimiento David Sinclair, de la Universidad de Harvard en Boston (Massachusetts), que no participó en la investigación.
«La sangre joven, la klotho y el ejercicio pueden de alguna manera decirle a tu cerebro: “Oye, mejora tu función” —dice Saul Villeda, director asociado del Instituto de Investigación del Envejecimiento Bakar de la UCSF, en la nota de prensa de la universidad—. Gracias al PF4 empezamos a comprender el vocabulario que hay detrás de este rejuvenecimiento».
Como nota curiosa cabe destacar que los detalles de este fascinante descubrimiento aparecen en un trío de artículos publicados simultáneamente en tres revistas diferentes: la citada Nature, Nature Aging y Nature Communications. Villeda dirigió el estudio sobre la sangre joven de Nature; Dena Dubal, profesora de Neurología de la UCSF y su colega David A. Coulter, de la cátedra de Envejecimiento y Enfermedades Neurodegenerativas, coordinaron el estudio sobre la klotho publicado en Nature Aging; y Tara Walker, neurocientífica de la Universidad de Queensland, condujo el trabajo sobre los beneficios del ejercicio en Nature Communications. En todas las notas el PF4 aparece como protagonista.
¿Puede un cerebro de setenta años funcionar como si tuviera cuarenta?
«Cuando nos dimos cuenta de que habíamos encontrado lo mismo de forma independiente y por serendipia, nos quedamos boquiabiertos —comenta Dubal. Y añade—: El hecho de que tres intervenciones por separado converjan en el PF4 destaca la validez y reproducibilidad de esta biología».
Pero ¿puede un cerebro de setenta años funcionar como si tuviera cuarenta e incluso cincuenta? Hace aproximadamente una década, los científicos, entre ellos Villeda, se percataron de que el plasma sanguíneo, que consiste en sangre a la que se le ha eliminado los glóbulos rojos, de ratones jóvenes podía devolver propiedades juveniles, incluida la capacidad de aprendizaje, a ratones de más edad. Luego, el equipo de Villeda descubrió que el plasma joven contenía una mayor cantidad de PF4 que el plasma viejo.
Además, los científicos pudieron constatar que la simple inyección del portentoso factor plaquetario 4 en animales añosos tenía el mismo poder reconstituyente que el plasma joven. Así es, la proteína sanguínea conseguía estabilizar el sistema inmunológico envejecido del cuerpo, incluido el cerebro. Los animales viejos tratados con PF4 desempeñaron mejor una variedad de tareas de memoria y aprendizaje que el grupo de animales que no recibió el chute antiaging.
La sangre, fuente de juventud
Desde entonces, Villeda se cuenta entre los científicos que han tratado de identificar los componentes de la sangre que provocan este rejuvenecimiento. «En realidad, el PF4 hace que el sistema inmunitario parezca más joven, disminuye todos aquellos factores inmunitarios activos que favorecen el envejecimiento, lo que conduce a un cerebro con una menor inflamación, una mayor plasticidad y, finalmente, una mejor cognición —explica este experto—. Trabajamos con ratones de veintidós meses, el equivalente a un ser humano de setenta años, y el PF4 les devuelve una función cercana a la de finales de los treinta o principios de los cuarenta».
Para su sorpresa, los investigadores también descubrieron que las proporciones de varios tipos de células inmunitarias cambiaban, por efecto de esta molécula de señalización, para parecerse más a lo que suele observarse en roedores de corta edad. Algunas células inmunitarias además recuperaron un patrón de expresión génica más juvenil.
Así trabaja la hormona antiaging klotho
Por su parte, Dubal, miembro del Instituto Weill de Neurociencias de la UCSF, demostró hace ya una década que la hormona klotho mejora la función encefálica en animales jóvenes y viejos, y que también hace que el cerebro sea más resistente a la degeneración relacionada con el envejecimiento. Pero la klotho, inyectada en el organismo, nunca llega al cerebro, ya que no puede atravesar la barrera hematoencefálica, una membrana selectivamente permeable que regula el paso de moléculas desde el torrente sanguíneo al tejido cerebral. ¿Cómo era esto posible? El equipo de Dubal descubrió que la respuesta podría estar en el PF4, que es liberada por las plaquetas después de recibir una inyección de klotho.
Y aunque el PF4 tampoco cruza la barrera hematoencefálica, sus efectos sobre el sistema inmunitario pueden provocar cambios en el cerebro, probablemente a través de mecanismos indirectos. Esto explicaría por qué los ratones viejos que durante los ensayos recibieron dosis de PF4 mostraron una disminución de la inflamación patológica en el hipocampo, una parte del cerebro donde se forman los recuerdos y que es especialmente vulnerable a los efectos del envejecimiento. Los roedores también mostraron aumentos en los niveles de moléculas que promueven la formación de nuevas conexiones neuronales, así como la plasticidad sináptica, esto es, la capacidad de alterar la fuerza de las conexiones entre las neuronas.
Incluso los cerebros jóvenes reciben un impulso
Sin ir más lejos, los ratones añosos a los que se inyectó PF4 obtuvieron mejores resultados que los ratones de control de su misma edad en las pruebas cognitivas, como recordar dónde encontrar una plataforma sumergida en la que podían descansar cuando se los obligaba a nadar por un laberinto.
Dubal señala que estos efectos beneficiosos se pueden observar en ratones de todas las edades, lo que sugiere que «hay espacio incluso para mejorar la función cognitiva de los cerebros jóvenes». Otros hallazgos recientes de esta investigadora han reforzado las perspectivas de usar la klotho con fines terapéuticos. Los beneficios de la klotho dependen de las plaquetas que liberan PF4 y otras moléculas, cada una de las cuales podría tener sus propios beneficios durante el envejecimiento.
«Idealmente, tendremos la oportunidad de lanzar múltiples tiros a puerta para meterle un gol a uno de nuestros mayores problemas biomédicos, la disfunción cognitiva, con la menor cantidad de efectos secundarios y el mayor beneficio», comenta Dubal.
El ejercicio mejora la salud cerebral gracias al PF4
¿Y qué decir del nexo entre la actividad física y el PF4? El ejercicio puede mantener la mente alerta durante décadas. En 2019, Walker y sus colegas del laboratorio descubrieron que las plaquetas liberaban PF4 en el torrente sanguíneo después del ejercicio. Cuando Walker probó el PF4 en los animales de experimentación, como hicieron también Dubal y Villeda, vio cómo mejoraba en ellos las habilidades cognitivas.
Esto no es moco de pavo: «Para muchas personas con problemas de salud, dificultades de movilidad o de edad avanzada, el ejercicio no es posible, por lo que la intervención farmacológica se erige en un área importante de investigación —advierte Walker—. Ahora podemos apuntar a las plaquetas para promover la neurogénesis, mejorar la cognición y contrarrestar el deterioro cognitivo relacionado con la edad».
Los hallazgos de estos investigadores no han caído en saco roto. Las empresas de biotecnología, como Elevian y Alkahest, están tratando de convertir estos descubrimientos en terapias que promuevan la regeneración y el envejecimiento saludable. Es probable que los tratamientos deban tener en cuenta una variedad de factores relacionados con el proceso de envejecimiento, según Villeda en la revista Nature, y diferentes combinaciones de terapias podrían ser apropiadas para diferentes personas.
Si se demuestra que las disminuciones en los niveles de PF4 preceden a la enfermedad de Alzheimer, esta molécula podría usarse como un biomarcador para identificar a las personas que están en riesgo de sufrir alzhéimer antes de que desarrollen algunos de sus síntomas, y que podrían beneficiarse de tratamientos que se muestran beneficiosos en las primeras etapas de la enfermedad, advierte la fisióloga Cheryl Conover, de la Clínica Mayo en Róchester (Minnesota).
Habrá que estar pues atentos a los avances biomédicos en torno a la prometedora fuente de juventud que es elfactor plaquetario 4.
Artículo publicado por Enrique Coperías
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