Existe suficiente evidencia que demuestra que el equilibrio celular del intestino está regulado en lo que juega un importante papel la nutrición. En este sentido, una nutrición abundante aumenta el número total de células del intestino, mientras que el ayuno disminuye su número. Asimismo, el número relativo de diferentes tipos de células también cambia según el estado nutricional.

Las preguntas sobre cómo el estado nutricional del intestino controla la división y diferenciación de las células madre, y cómo cambia la adaptación de las células madre a los nutrientes durante el envejecimiento, no han sido respondidas de manera integral, entendida dicha adaptación como la forma en que los nutrientes guían la función celular.

Sobre esta cuestión, investigadores de la Universidad de Helsinki (Finlandia) han identificado un nuevo mecanismo regulador que dirige la diferenciación de las células madre intestinales en condiciones cambiantes de nutrientes. La señalización celular activada por nutrientes aumenta el tamaño de las células madre en el intestino de la mosca de la fruta. El tamaño de las células madre, a su vez, controla el tipo de célula en el que se diferencian.

Diferencias entre regiones del intestino

Para el funcionamiento de las células madre, es esencial una regulación flexible de su tamaño, es decir, el tamaño de las células aumenta o disminuye dinámicamente, dependiendo de las condiciones dietéticas. Esta flexibilidad permite que las células madre se diferencien de acuerdo con el estado nutricional predominante.

Al utilizar imágenes de células de todo el intestino, los investigadores descubrieron que la adaptación de nutrientes del tamaño de las células madre y la diferenciación resultante varían en diferentes regiones del intestino. "Nuestras observaciones demuestran que la regulación de las células madre intestinales es mucho más específica de una región de lo que se pensaba anteriormente. Esto puede ser relevante, por ejemplo, para nuestra forma de pensar sobre los mecanismos patogénicos de las enfermedades intestinales", afirmó Jaakko Mattila, de la Facultad de Ciencias Biológicas y Ambientales de la Universidad de Helsinki y autor correspondiente del trabajo, publicado en ´Science Advances´.

Los investigadores también observaron que la capacidad de las células madre intestinales para reaccionar ante un estado nutricional cambiante se reduce considerablemente en los animales más viejos. También descubrieron que, en los animales más viejos, las células madre se encuentran en un estado en el que su tamaño es constantemente grande, lo que restringe su capacidad de diferenciarse. Con el envejecimiento, la regulación flexible del tamaño de las células madre se conservó notablemente mejor en los animales que se mantuvieron bajo un régimen dietético conocido como ayuno intermitente. En el pasado, se ha demostrado que el ayuno intermitente prolonga la vida útil de los animales, y los resultados obtenidos ahora indican que la preservación mejorada de la función de las células madre puede ser la base de esta prolongación.

Según los investigadores, los mecanismos asociados con el funcionamiento, la adaptación de nutrientes y el envejecimiento de las células madre humanas y de la mosca de la fruta son bastante similares. "Creemos que estos hallazgos tienen una importancia más amplia para comprender cómo frenar la pérdida de función de los tejidos causada por el envejecimiento mediante el control de la adaptación de nutrientes de las células madre", según el profesor Ville Hietakangas, de la Facultad de Ciencias Biológicas y Ambientales y del Instituto de Biotecnología de la Universidad de Helsinki.

No obstante,"se necesita más información sobre el efecto del mecanismo en las células madre intestinales humanas", concluyó el profesor Ville Hietakangas.