La senescencia celular es una respuesta multifacética que puede surgir de muchos tipos de estrés, incluyendo daño en el ADN, desgaste de telómeros y activación de oncogénicos. Conduce a una detención estable del ciclo celular junto con una mayor resistencia a la apoptosis, impulsada en parte por la inducción de proteínas antiapoptóticas 1,2. La senescencia se ha relacionado con una mejora en la supervivencia celular en contextos donde la preservación de la integridad tisular es esencial, como la reparación y el mantenimiento 3,4. Más allá de su papel en la homeostasis tisular, la senescencia también contribuye al desarrollo normal al modelar el patrón embrionario 5,6 y como barrera para la formación tumoral al promover la eliminación de células dañadas o potencialmentemalignas 7,8,9. Aunque la senescencia puede desempeñar funciones beneficiosas, varios estudios han destacado un aspecto contrastante en el que las células senescentes adquieren un perfil secretor proinflamatorio que puede alterar el metabolismo local, dañar el tejido circundante e incluso apoyar la progresióntumoral 10,11,12,13.
La senescencia se ha detectado en diversos tipos celulares de múltiples tejidos y a menudo se asocia con el envejecimiento, enfermedades, disfunción tisular o cáncer. En el hígado, se ha demostrado que la senescencia de las células estrelladas hepáticas promueve la progresión tumoral al alterar la homeostasis metabólica mediante factoressecretados 14,15. Los estudios que examinan hepatocitos16 o biopsias hepáticascompletas 17 indican que la senescencia en estas células puede contribuir a comorbilidades metabólicas como la enfermedad hepática esteatótica asociada a la disfunción metabólica y la esteatohepatitis asociada a la disfunción. Además, la relación entre la diabetes tipo 2 y la senescencia ha recibido una atención significativa en la última década, con evidencia que vincula la senescencia con complicaciones relacionadas con la diabetes en células β pancreáticas,hepatocitos 16 yadipocitos 18,19,20,21. Estos hallazgos destacan la importancia de identificar con precisión las células senescentes en los tejidos metabólicos, donde su acumulación y heterogeneidad contribuyen a la progresión de la enfermedad y al objetivoterapéutico 22.
Los cambios en la señalización y la expresión proteica asociados con la senescencia suelen ser específicos de células y tejidos; sin embargo, varias características son en general características de las células senescentes. Uno de los marcadores más utilizados es el aumento de la actividad enzimática de la β-galactosidasa a pH 6,0, denominada β-galactosidasa asociada a la senescencia (SA-β-gal)23. β-galactosidasa es una hidrolasa lisosomal presente en todas las células y normalmente está activa a pH ácido (~4,5–5,0), donde contribuye a la degradación de sustratos glicosilados. La característica definitoria de la SA-β-gal es la retención de la actividad de β-galactosidasa bajo condiciones de pH subóptimas. En el ensayo clásico, las células se incuban con el sustrato sintético 5-bromo-4-cloro-3-indolilo-β-D-galactopiranósido (X-gal) a pH 6,0, donde la actividad enzimática se reduce en la mayoría de las células pero permanece detectable en las células senescentes. Esto conduce a la formación de un precipitado azul insoluble que puede visualizarsemicroscópicamente como 24.
Aunque este ensayo ha sido ampliamente adoptado, la detección del precipitado X-gal tradicionalmente se ha basado en microscopía de campo claro. La detección en campo brillante depende de la identificación visual del precipitado azul y, por tanto, tiene una sensibilidad limitada para señales de bajo nivel y estados de senescencia temprana. En cambio, la imagen por luz reflejada captura la densidad óptica del precipitado X-gal, permitiendo la detección cuantitativa en un rango dinámico más amplio. Más recientemente, se han desarrollado sustratos fluorogénicos para mejorar la sensibilidad25. Sin embargo, estos enfoques suelen medir la actividad de la β-galactosidasa en condiciones que no preservan la definición clásica dependiente del pH de SA-β-gal. Como resultado, pueden aumentar la intensidad de la señal pero reducir la especificidad para la senescencia. En cambio, la opacidad inherente del precipitado X-gal permite su detección mediante imagen confocal reflejada por luz, proporcionando una lectura más sensible y cuantitativa manteniendo la definición enzimática original de SA-β-gal26.
A lo largo de los años, se han identificado signos adicionales de la senescencia, incluyendo el aumento de la expresión de los inhibidores de quinasas dependientes de ciclina P16 y P21, así como el factor de transcripción P53, que regula la detención del ciclo celular y otros programasde senescencia 27,28,29,30,31,32,33 . Estos avances han llevado a una definición más robusta de la senescencia, en la que las células suelen clasificarse en función de la presencia combinada de múltiples marcadores. Sin embargo, en la práctica, estos marcadores suelen medirse mediante diferentes modalidades: los marcadores nucleares, como P16 y P21, suelen detectarse mediante técnicas basadas en fluorescencia, mientras que la actividad SA-β-gal tradicionalmente se ha evaluado mediante microscopía de campo brillante. Esta separación ha limitado la capacidad de evaluar múltiples características de senescencia dentro de la misma célula. La imagen por luz reflejada supera esta limitación al permitir la integración directa de la detección de SA-β-gal con marcadores basados en fluorescencia dentro de un único flujo de trabajo de imagen, facilitando una evaluación más robusta y biológicamente significativa de la senescencia en poblaciones celulares heterogéneas.
Aunque Dedic y sus colegas abordan varias limitaciones de la imagen tradicional de SA-β-gal, incluyendo la mejora de la sensibilidad, el uso de controles con pH para el umbral objetivo y la compatibilidad con inmunocitoquímica, su método confocal de luz reflejada se optimizó específicamente para adipocitos madurosaislados 26. Sin embargo, la senescencia en tejido adiposo no se limita a losadipocitos 34,35, y se puede obtener información adicional examinando la fracción vascular estromal (SVF). La SVF comprende preadipocitos, poblaciones endoteliales y fibroblastos, y diversas células inmunitarias, todas las cuales pueden experimentar senescencia y contribuir a la remodelación adiposa, inflamación y alteración de la señalización metabólica. Por tanto, caracterizar la senescencia dentro de este compartimento heterogéneo es importante para vincular procesos específicos de tipo celular con resultados a nivel de tejido y sistémicos.
Aquí, extendemos la detección de luz reflejada SA-β-gal a las células SVF, permitiendo su aplicación a múltiples tipos de células del tejido adiposo. Al combinar este enfoque con inmunocitoquímica, el método permite un análisis integrado de una sola célula de la actividad SA-β-gal junto a marcadores de linaje y funcionalidad en muestras humanas primarias.