El envejecimiento impulsa la acumulación de neutrófilos en múltiples órganos, alimentando la inflamación

Los neutrófilos —los glóbulos blancos circulantes más abundantes— son reconocidos cada vez más como contribuyentes a la inflamación estéril y el daño tisular durante el envejecimiento; sin embargo, su remodelación a nivel de órganos no ha sido caracterizada de forma sistemática. Este estudio aborda esa laguna integrando conjuntos de datos de secuenciación de RNA de célula única (scRNA-seq) procedentes de ocho tejidos —pulmón, corazón, cerebro, vasculatura, sangre periférica, intestino, riñón e hígado—, que capturan 256.949 células de 66 muestras de ratones jóvenes y envejecidos. Se utilizó el análisis recíproco de componentes principales (RPCA) para armonizar los efectos de lote entre plataformas de secuenciación, lo que produjo uno de los atlas inmunológicos multiorgánicos más completos en la investigación del envejecimiento hasta la fecha.

Las proporciones de neutrófilos aumentaron notablemente con la edad en varios órganos periféricos. Los cambios más drásticos se observaron en el hígado (0,75% en jóvenes frente a 5,26% en viejos), el pulmón (0,88% frente a 4,14%), la vasculatura (1,05% frente a 3,68%) y el intestino (1,22% frente a 3,57%). El análisis composicional bayesiano (scCODA) confirmó un aumento creíble asociado a la edad en los neutrófilos hepáticos (probabilidad de inclusión = 0,968; cambio en log2 = 2,61). La tinción de inmunofluorescencia para CD11b y MPO validó in vivo la acumulación de neutrófilos en estos órganos, y la citometría de flujo de médula ósea confirmó una mayor proporción de neutrófilos en ratones envejecidos (p < 0,05). Cabe destacar que el cerebro no mostró un aumento significativo de neutrófilos, lo cual es coherente con la restricción que ejerce la barrera hematoencefálica sobre las células inmunitarias circulantes.

Se construyó un atlas específico de neutrófilos con 5.210 células (2.400 jóvenes, 2.810 viejas) y se sometió a análisis de expresión diferencial pseudobulk. Veintiséis genes estaban sobreexpresados y 985 genes estaban enriquecidos en los neutrófilos jóvenes en comparación con los envejecidos. El análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes mostró que las rutas de glucólisis y de especies reactivas de oxígeno (ROS) estaban enriquecidas en los neutrófilos envejecidos, mientras que la señalización de TNF-α e IFN-λ predominaba en los neutrófilos jóvenes. Los neutrófilos envejecidos también mostraron una mayor formación de NET mediante tinción con Cytox Green (p < 0,01). Los medios condicionados de neutrófilos de ratones envejecidos aplicados a células de músculo liso vascular (MOVAS) y a células derivadas de hepatocitos (AML-12) incrementaron significativamente la positividad para β-galactosidasa asociada a senescencia, elevaron la expresión proteica de MMP9, MMP12, P16 y P21, y regularon al alza genes del SASP, incluidos Il6, Tnf y Mmp9 (todos p < 0,05), lo que demuestra la inducción funcional de senescencia paracrina.

La agrupación no supervisada identificó siete subconjuntos de neutrófilos (Neu01–Neu07). Un clúster, Neu06-IL6, estaba específicamente enriquecido en ratones envejecidos y se caracterizaba por una expresión elevada de Il6, genes del complemento y programas de estrés oxidativo. La estimulación in vitro de células similares a neutrófilos HL-60 con IL-6 reprodujo los cambios transcripcionales inflamatorios y asociados a senescencia en células MOVAS y AML-12 cocultivadas, lo que respalda a IL-6 como mediador funcional de este estado de neutrófilos envejecidos. Los análisis espaciales y de comunicación celular mediante CellChat identificaron además IL-6 como un eje de señalización prominente entre los neutrófilos envejecidos y las poblaciones de células del estroma en múltiples tejidos.

El análisis de scRNA-seq de médula ósea en células progenitoras hematopoyéticas reveló una población enriquecida en animales viejos, HPC11, caracterizada por firmas transcripcionales de mayor predisposición mieloide, lo que sugiere que el origen upstream de los estados inflamatorios de los neutrófilos reside en la reprogramación a nivel de progenitores durante el envejecimiento. El análisis de perturbación in silico mediante CellOracle identificó la señalización de FGF como candidata a reguladora de los programas transcripcionales específicos de cada subtipo de HPC. En conjunto, estos hallazgos construyen un marco multiorgánico para comprender cómo la remodelación de los neutrófilos —que comienza en la médula ósea y se propaga a los tejidos periféricos— contribuye a los entornos tisulares de inflamación estéril que caracterizan el envejecimiento biológico, con la señalización de IL-6 y FGF como posibles dianas terapéuticas.