Los aptámeros de DNA identifican con precisión las células senescentes sin conocimiento previo de la diana

La senescencia celular —detención irreversible del ciclo celular inducida por estrés o daño— contribuye al envejecimiento y a las enfermedades relacionadas con la edad a través del fenotipo secretor asociado a la senescencia (SASP), de carácter proinflamatorio. Un problema persistente en este campo es la ausencia de un único biomarcador universal; los investigadores deben combinar múltiples indicadores (p16, p21, SA-β-gal, factores del SASP, morfología) para identificar con fiabilidad las células senescentes. Esta carencia dificulta tanto la investigación básica como el desarrollo de senolíticos que deben eliminar selectivamente las células senescentes sin dañar el tejido sano.

Para abordar este problema, el equipo de la Clínica Mayo aplicó la Evolución Sistemática de Ligandos por Enriquecimiento Exponencial (SELEX) —un proceso iterativo de selección in vitro— para desarrollar aptámeros de DNA monocatenario directamente contra fibroblastos adultos murinos (MAFs) senescentes. La senescencia se indujo con etopósido y se validó rigurosamente mediante tinción con SA-β-gal, cambios morfológicos, RT-qPCR de marcadores p16/p21/SASP y pérdida de Ki67. Bibliotecas no seleccionadas de billones de DNAs aleatorios de 80 nucleótidos se sometieron a nueve ciclos: los aptámeros se depletaron primero frente a MAFs sanos (contraselección) y luego se seleccionaron positivamente sobre MAFs senescentes. El enriquecimiento de la biblioteca se monitorizó mediante qPCR y secuenciación de nueva generación.

En la ronda 7, la recuperación aumentó de forma notable y se mantuvo hasta la ronda 9. La secuenciación profunda confirmó la convergencia de la biblioteca a partir de la ronda 5. Se sintetizaron y cribaron diez aptámeros candidatos. Los diez se unieron a MAFs senescentes en mayor medida que a las células control en el ensayo de recuperación por qPCR; seis mostraron tinción preferencial estadísticamente significativa mediante imagen fluorescente con estreptavidina-biotina en la plataforma IncuCyte. De manera importante, la unión no fue un artefacto del cultivo prolongado: las células control en privación de suero no adquirieron capacidad de unión a los aptámeros, pero el tratamiento con tripsina de las células senescentes redujo drásticamente dicha unión, lo que implicó a una proteína de superficie celular o de la matriz extracelular como diana.

Dos aptámeros —6757 y 6758— se identificaron como capaces de unirse a fibronectina, concretamente a una forma presente en células senescentes, con afinidad subnanomolar incluso en mezclas proteicas complejas. Los aptámeros mostraron una selectividad amplia frente a múltiples tipos de células senescentes (incluidas las inducidas por radiación y por oncogenes) y múltiples linajes celulares murinos, lo que sugiere que el epítopo de fibronectina que reconocen es una característica general del fenotipo senescente y no específica de un método de inducción concreto. En tejido pulmonar de ratones envejecidos, un aptámero mostró una tinción significativamente mayor en comparación con controles jóvenes, y dicha tinción se redujo notablemente en ratones transgénicos INK-ATTAC en los que las células senescentes que expresan p16 habían sido eliminadas farmacogenéticamente, lo que proporcionó una validación in vivo convincente.

Este estudio establece que la SELEX celular no sesgada puede generar reactivos de DNA específicos de la senescencia sin requerir conocimiento previo de la diana molecular. Los aptámeros identificados, en particular los dirigidos contra fibronectina, podrían emplearse como agentes de imagen diagnóstica, herramientas para purificar o cuantificar células senescentes, o como elementos de direccionamiento en conjugados aptámero-fármaco con actividad senolítica —análogos a los conjugados anticuerpo-fármaco, pero potencialmente más económicos y manejables desde el punto de vista químico.