Shiseido revela la posibilidad de controlar la senescencia de las células madre epidérmicas

Shiseido ha revelado a través de 5 años de investigación en colaboración con el Centro de Investigación de Biología Cutánea (CBRC)¹ del Hospital General de Massachusetts que la fosforilación² de la proteína de unión al ARN³ YBX1⁴, que suprime la senescencia de las células madre epidérmicas, reduce su función, induciendo así la senescencia celular. También se ha demostrado que la inhibición de la fosforilación de YBX1 aumenta el número de células madre epidérmicas, lo que sugiere que para mantener la cantidad de células madre epidérmicas también es importante su "calidad". Aplicando estos resultados, pretenden abordar diversos problemas relacionados con el envejecimiento de la piel mediante la supresión de la senescencia de las células madre epidérmicas.

Los resultados de este estudio se presentaron en parte en la Reunión de Sociedades Internacionales de Dermatología de Investigación, ISID 2023, celebrada en Tokio del 10 al 13 de mayo por ambas partes del CBRC y Shiseido.

Figura 1. La fosforilación de YBX1 induce la senescencia de las células madre epidérmicas

Antecedentes de la investigación

La renovación de la piel, que se produce como resultado de la constante proliferación y diferenciación de las células de la epidermis, es importante para mantener una piel sana. Las células madre epidérmicas⁵ son la fuente de estas células y se encuentran en la parte más profunda de la epidermis, llamada capa basal. Shiseido lleva 10 años dedicándose a la investigación de las células madre epidérmicas, ya que cree que es muy importante mantener unas células madre epidérmicas sanas para conseguir una piel joven. Como resultado, ha descubierto que apoyar el mantenimiento de las células madre epidérmicas a través de la membrana basal, que se encuentra debajo de la capa basal de la epidermis, contribuye a la retención de la humedad de la piel y a la función de barrera, e incluso a la producción de colágeno en la dermis.

Su socio de investigación en colaboración, el equipo dirigido por la profesora asociada Anna Mandinova en el CBRC, ha revelado en sus estudios previos que una disminución del nivel de la proteína de unión al ARN YBX1 conduce a la senescencia de las células madre epidérmicas y también promueve la secreción de proteínas que inducen la senescencia de las células circundantes. En el presente estudio, asumen el reto de seguir avanzando en nuestra investigación sobre células madre centrándonos en los cambios en la calidad de las células madre epidérmicas, así como en la cantidad.

La fosforilación de YBX1 induce la senescencia de las células madre epidérmicas

En este estudio, el equipo del Profesor Asociado Mandinova del CBRC y Shiseido revelaron que la fosforilación de YBX1 observada en muchas de las células madre epidérmicas recogidas de donantes de distintas edades mostraba una función reducida. Además, cuando se añadió un fármaco que inhibe la fosforilación de YBX1 a las células cultivadas que contenían células madre epidérmicas y se tiñó con beta-galactosidasa (beta-Gal), un indicador de la senescencia celular (Figura 2, izquierda, azul) para comparar sus cantidades (Figura 2, derecha), los resultados indicaron un efecto supresor del fármaco sobre la senescencia celular.

Figura 2. Un fármaco que tiene un efecto inhibidor sobre la fosforilación de YBX1 suprime la senescencia celular en células cultivadas que contienen células madre epidérmicas.

La fosforilación de YBX1 se produce como consecuencia del fotoenvejecimiento

En la piel humana real, se observó una disminución de las células YBX1-positivas con una reducción de las células madre epidérmicas debido al envejecimiento o a la influencia de la exposición a la luz solar. Por otra parte, en comparación con la parte de la piel que no estaba expuesta a la luz solar (parte protegida del sol), la parte de la piel expuesta a la luz solar (parte expuesta al sol) presentaba un nivel significativamente mayor de YBX1 fosforilado (Figura 3). Estos resultados sugieren que los cambios en la piel causados por la exposición a la luz solar durante periodos prolongados, es decir, el fotoenvejecimiento, pueden ser un factor que contribuya a la fosforilación de YBX1.

La inhibición de la fosforilación de YBX1 aumenta las células madre epidérmicas

Se comprobó que cuando se cultivaba un trozo de piel humana con un fármaco que inhibe la fosforilación de YBX1, aumentaba el número de células madre epidérmicas (Figura 4).

Figura 3. YBX1 fosforilado (rojo) en células de la capa epidérmica (área indicada por la flecha de doble punta) aumenta debido al fotoenvejecimiento.

Figura 4. La inhibición de la fosforilación de YBX1 aumenta las células madre epidérmicas (partes verde y roja: proteínas celulares madre epidérmicas).

Con el descubrimiento anterior, ha quedado claro que la función de YBX1, una proteína esencial en la supresión de la senescencia de las células madre epidérmicas, se reduce debido a la fosforilación, y esto, a su vez, promueve la senescencia de las células madre epidérmicas. Shiseido cree que es esencial mantener un estado saludable de las células madre epidérmicas, que también son la fuente de renovación de la piel para conseguir una piel joven. Seguiran avanzando en la investigación de las células madre epidérmicas con el objetivo de desarrollar enfoques para abordar diversos problemas de la piel causados por el envejecimiento.

Acerca de la estrategia de R?D:

Los resultados generados en este estudio, realizado en el marco de "Skin Beauty INNOVATION", uno de los tres pilares de la estrategia de R?D de Shiseido, representan un logro de la colaboración de 10 años entre Shiseido y el CBRC de Estados Unidos, una de las instituciones de investigación más importantes del mundo.
Informe Integrado 2022 (Beauty Innovation)
 

¹ El Centro de Investigación de Biología Cutánea (CBRC) es un instituto de investigación general para la investigación avanzada y el desarrollo en el campo de la dermatología creado por la Facultad de Medicina de Harvard y el Hospital General de Massachusetts con el apoyo de Shiseido en 1989. Shiseido también ha estado enviando personal de investigación al CBRC para realizar estudios conjuntos con investigadores de talla mundial.

² Una de las modificaciones postraduccionales de las proteínas; cuando se unen grupos fosfato a las proteínas, se producen cambios en su estructura y actividad.

³ Ácido ribonucleico: La información genética contenida en el ácido desoxirribonucleico (ADN) se transcribe en ARN, y esta información se utiliza para sintetizar proteínas.

⁴ YBX1 (proteína de unión Y-box-1). Se sabe que regula las funciones celulares uniéndose al ADN y al ARN y controlando así la síntesis de proteínas en los procesos de transcripción y traducción.

⁵ Células madre epidérmicas: En este estudio, las células que expresan condroitín sulfato proteoglicano asociado a melanoma (MCSP) en la superficie celular se trataron como células madre epidérmicas.