Científicos norteamericanos y chinos han identificado vías celulares sinérgicas para la longevidad que amplifican la vida cinco veces en el nematodo Caenorhabditis elegans (C. elegans), utilizado como modelo de investigación en biología molecular y de desarrollo, incluyendo el envejecimiento humano.
Según uno de los científicos, el aumento en la esperanza de vida sería el equivalente de una vida humana durante 400 o 500 años.
La investigación se basa en el descubrimiento previo de dos vías principales que gobiernan el envejecimiento en C. elegans.
Se trata de las vías de señalización de las que se usan en biología para llevar a cabo diversas funciones celulares. Determinadas moléculas que están dentro de las células forman vías de señalización para llevar a cabo diversas funciones celulares, que se transmiten progresivamente de célula a célula.
Vías estratégicas
C elegans dispone de dos vías de señalización relacionadas con el envejecimiento. En experimentos anteriores se había descubierto que alterar una de esas vías de señalización aumentaba la vida del nematodo: una alteración duplicó su vida y la segunda la aumentó un 30 por ciento.
Eso significaría que, si la alteración de una de las vías produce un aumento del 100 por ciento en la vida útil, y la alteración de la segunda vía relacionada con el envejecimiento produce un aumento del 30 por ciento, si el efecto fuese aditivo alterar ambas vías a la vez aumentaría la vida útil de los gusanos un 130 por ciento.
Pero, como descubrieron los autores de esta nueva investigación, alterar al mismo tiempo las dos vías de comunicación celular relacionadas con el envejecimiento en realidad aumentó la vida útil del gusano en más del 500 por ciento.
"La extensión sinérgica es realmente salvaje", explica Jarod Rollins del Laboratorio Biológico MDI en un comunicado. "El efecto no es uno más uno es igual a dos, sino que uno más uno es igual a cinco", añade.
Impacto humano
El descubrimiento tiene una especial relevancia por el potencial que, en teoría podría tener sobre el envejecimiento humano.
C elegans es un modelo popular en la investigación del envejecimiento porque comparte casi el 40% de sus genes con los humanos y porque su corta vida útil, de solo tres o cuatro semanas, permite a los científicos evaluar rápidamente los efectos de las intervenciones genéticas y ambientales para extender la vida sana.
A través de la evolución, las mismas vías de señalización para el envejecimiento que utiliza el nematodo se han transmitido a los humanos, por lo que estas vías han sido objeto de profundas investigaciones para prolongar la vida de las personas.
De hecho, ya se están desarrollando algunos medicamentos contra el envejecimiento basados en alterar estas vías de señalización celular en los seres humanos.
Efecto sinérgico
El hecho de que ahora se haya demostrado que la alteración simultánea de dos vías de señalización celular en el nematodo tiene un efecto sinérgico, arroja nuevas posibilidades a la investigación sobre el envejecimiento en los seres humanos.
El efecto sinérgico se produce cuando dos factores combinados producen un resultado mayor que la suma de los dos factores. Aplicado a los seres humanos el efecto sinérgico del nematodo supondría alargar la vida hasta los 500 años, según los investigadores.
Sin embargo, todavía queda un largo camino para aprovechar este descubrimiento en la investigación sobre el envejecimiento humano.
Hermann Haller, otro investigador, lo explica así: “A pesar del descubrimiento en C. elegans de las vías celulares que gobiernan el envejecimiento, no ha quedado claro cómo interactúan estas vías... Al ayudar a caracterizar estas interacciones, nuestros científicos están allanando el camino para terapias muy necesarias para aumentar la esperanza de vida saludable para una población que envejece rápidamente", precisa.
Redes de longevidad
Rollins añade al respecto: “Nuestros hallazgos demuestran que nada en la naturaleza existe en el vacío, por lo que para desarrollar tratamientos antienvejecimiento más efectivos, debemos analizar las redes de longevidad en lugar de las vías individuales".
El descubrimiento de la interacción sinérgica podría conducir al uso de terapias combinadas, cada una de las cuales afecta a una vía de comunicación celular diferente, para extender la vida humana sana de la misma manera que las terapias combinadas se usan para tratar el cáncer y el VIH, especifica por su parte Pankaj Kapahi, otro de los investigadores.
La interacción sinérgica descubierta ahora también puede explicar por qué los científicos no han podido identificar un solo gen responsable de la capacidad de algunas personas para vivir hasta edades extraordinarias sin enfermedades importantes relacionadas con la edad hasta poco antes de su muerte.
Según uno de los científicos, el aumento en la esperanza de vida sería el equivalente de una vida humana durante 400 o 500 años.
La investigación se basa en el descubrimiento previo de dos vías principales que gobiernan el envejecimiento en C. elegans.
Se trata de las vías de señalización de las que se usan en biología para llevar a cabo diversas funciones celulares. Determinadas moléculas que están dentro de las células forman vías de señalización para llevar a cabo diversas funciones celulares, que se transmiten progresivamente de célula a célula.
Vías estratégicas
C elegans dispone de dos vías de señalización relacionadas con el envejecimiento. En experimentos anteriores se había descubierto que alterar una de esas vías de señalización aumentaba la vida del nematodo: una alteración duplicó su vida y la segunda la aumentó un 30 por ciento.
Eso significaría que, si la alteración de una de las vías produce un aumento del 100 por ciento en la vida útil, y la alteración de la segunda vía relacionada con el envejecimiento produce un aumento del 30 por ciento, si el efecto fuese aditivo alterar ambas vías a la vez aumentaría la vida útil de los gusanos un 130 por ciento.
Pero, como descubrieron los autores de esta nueva investigación, alterar al mismo tiempo las dos vías de comunicación celular relacionadas con el envejecimiento en realidad aumentó la vida útil del gusano en más del 500 por ciento.
"La extensión sinérgica es realmente salvaje", explica Jarod Rollins del Laboratorio Biológico MDI en un comunicado. "El efecto no es uno más uno es igual a dos, sino que uno más uno es igual a cinco", añade.
Impacto humano
El descubrimiento tiene una especial relevancia por el potencial que, en teoría podría tener sobre el envejecimiento humano.
C elegans es un modelo popular en la investigación del envejecimiento porque comparte casi el 40% de sus genes con los humanos y porque su corta vida útil, de solo tres o cuatro semanas, permite a los científicos evaluar rápidamente los efectos de las intervenciones genéticas y ambientales para extender la vida sana.
A través de la evolución, las mismas vías de señalización para el envejecimiento que utiliza el nematodo se han transmitido a los humanos, por lo que estas vías han sido objeto de profundas investigaciones para prolongar la vida de las personas.
De hecho, ya se están desarrollando algunos medicamentos contra el envejecimiento basados en alterar estas vías de señalización celular en los seres humanos.
Efecto sinérgico
El hecho de que ahora se haya demostrado que la alteración simultánea de dos vías de señalización celular en el nematodo tiene un efecto sinérgico, arroja nuevas posibilidades a la investigación sobre el envejecimiento en los seres humanos.
El efecto sinérgico se produce cuando dos factores combinados producen un resultado mayor que la suma de los dos factores. Aplicado a los seres humanos el efecto sinérgico del nematodo supondría alargar la vida hasta los 500 años, según los investigadores.
Sin embargo, todavía queda un largo camino para aprovechar este descubrimiento en la investigación sobre el envejecimiento humano.
Hermann Haller, otro investigador, lo explica así: “A pesar del descubrimiento en C. elegans de las vías celulares que gobiernan el envejecimiento, no ha quedado claro cómo interactúan estas vías... Al ayudar a caracterizar estas interacciones, nuestros científicos están allanando el camino para terapias muy necesarias para aumentar la esperanza de vida saludable para una población que envejece rápidamente", precisa.
Redes de longevidad
Rollins añade al respecto: “Nuestros hallazgos demuestran que nada en la naturaleza existe en el vacío, por lo que para desarrollar tratamientos antienvejecimiento más efectivos, debemos analizar las redes de longevidad en lugar de las vías individuales".
El descubrimiento de la interacción sinérgica podría conducir al uso de terapias combinadas, cada una de las cuales afecta a una vía de comunicación celular diferente, para extender la vida humana sana de la misma manera que las terapias combinadas se usan para tratar el cáncer y el VIH, especifica por su parte Pankaj Kapahi, otro de los investigadores.
La interacción sinérgica descubierta ahora también puede explicar por qué los científicos no han podido identificar un solo gen responsable de la capacidad de algunas personas para vivir hasta edades extraordinarias sin enfermedades importantes relacionadas con la edad hasta poco antes de su muerte.
Regulación mitocondrial
La investigación se ha centrado en cómo se regula la longevidad en las mitocondrias, que son los orgánulos de la célula responsables de regular el intercambio de materia y energía con el exterior de un organismo.
Durante la última década, la evidencia acumulada ha sugerido un vínculo causal entre la desregulación mitocondrial y el envejecimiento. La futura investigación de este equipo se centrará en una mayor aclaración del papel de las mitocondrias en el envejecimiento, según los investigadores.
La investigación se realizó en el Laboratorio Biológico MDI (USA) y en la Universidad de Nanjing (China). Los resultados se han publicado en la revista Cell Reports.
La investigación se ha centrado en cómo se regula la longevidad en las mitocondrias, que son los orgánulos de la célula responsables de regular el intercambio de materia y energía con el exterior de un organismo.
Durante la última década, la evidencia acumulada ha sugerido un vínculo causal entre la desregulación mitocondrial y el envejecimiento. La futura investigación de este equipo se centrará en una mayor aclaración del papel de las mitocondrias en el envejecimiento, según los investigadores.
La investigación se realizó en el Laboratorio Biológico MDI (USA) y en la Universidad de Nanjing (China). Los resultados se han publicado en la revista Cell Reports.
Referencia
Translational Regulation of Non-autonomous Mitochondrial Stress Response Promotes Longevity. Jianfeng Lan et al. Cell Reports, Volume 28, Issue 4, P1050-1062.E6, July 23, 2019. DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.06.078
Translational Regulation of Non-autonomous Mitochondrial Stress Response Promotes Longevity. Jianfeng Lan et al. Cell Reports, Volume 28, Issue 4, P1050-1062.E6, July 23, 2019. DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.06.078