Un equipo de científicos ha descubierto una de las causas del envejecimiento en mamíferos que es susceptible de ser revertida.
Cuando somos jóvenes, una serie de eventos moleculares posibilitan la comunicación, en el interior de las células, entre el núcleo de éstas y sus mitocondrias, que son los orgánulos que suministran la energía necesaria para la actividad celular. Pero, cuando esa óptima comunicación intracelular se rompe, nuestro envejecimiento se acelera, y viceversa.
"El proceso de envejecimiento que hemos constatado se puede comparar con el de un matrimonio: cuando son jóvenes, los miembros de la pareja se comunican bien entre ellos pero, con el tiempo, esa comunicación se rompe", ilustra el profesor de la Harvard Medical School, David Sinclair, autor principal del estudio. Pero, en ambos casos, la comunicación puede resolver los problemas", asegura Sinclair en un comunicado de dicha Escuela.
Aumentar la comunicación intracelular
En pruebas realizadas con ratones, los investigadores constataron que, ciertamente, restaurar la comunicación entre el núcleo y las mitocondrias en el interior de las células tiene un efecto rejuvenecedor.
Para su estudio, los científicos aumentaron en los animales los niveles de una molécula que el cuerpo ya produce naturalmente, conocida como NAD, y que resulta clave en la transmisión intracelular de información.
Además, la NAD coordina las actividades entre el genoma nuclear de la célula y el genoma mitocondrial: las células del organismo se mantendrán saludables, siempre y cuando la coordinación entre ambos genomas sigua siendo fluida.
La molécula NAD es tan importante porque, sin ella, una proteína clave para el envejecimiento llamada SIRT1 (sirtuína-1 deacetilasa dependiente de NAD) pierde su capacidad de control sobre otra molécula, la HIF-1, que a su vez interfiere negativamente en la comunicación entre el núcleo celular y las mitocondrias.
Cuando todo esto sucede, la capacidad de las células para producir energía se reduce, y comienzan a manifestarse los signos del envejecimiento; así como los de la enfermedad asociada al envejecimiento.
Cuando somos jóvenes, una serie de eventos moleculares posibilitan la comunicación, en el interior de las células, entre el núcleo de éstas y sus mitocondrias, que son los orgánulos que suministran la energía necesaria para la actividad celular. Pero, cuando esa óptima comunicación intracelular se rompe, nuestro envejecimiento se acelera, y viceversa.
"El proceso de envejecimiento que hemos constatado se puede comparar con el de un matrimonio: cuando son jóvenes, los miembros de la pareja se comunican bien entre ellos pero, con el tiempo, esa comunicación se rompe", ilustra el profesor de la Harvard Medical School, David Sinclair, autor principal del estudio. Pero, en ambos casos, la comunicación puede resolver los problemas", asegura Sinclair en un comunicado de dicha Escuela.
Aumentar la comunicación intracelular
En pruebas realizadas con ratones, los investigadores constataron que, ciertamente, restaurar la comunicación entre el núcleo y las mitocondrias en el interior de las células tiene un efecto rejuvenecedor.
Para su estudio, los científicos aumentaron en los animales los niveles de una molécula que el cuerpo ya produce naturalmente, conocida como NAD, y que resulta clave en la transmisión intracelular de información.
Además, la NAD coordina las actividades entre el genoma nuclear de la célula y el genoma mitocondrial: las células del organismo se mantendrán saludables, siempre y cuando la coordinación entre ambos genomas sigua siendo fluida.
La molécula NAD es tan importante porque, sin ella, una proteína clave para el envejecimiento llamada SIRT1 (sirtuína-1 deacetilasa dependiente de NAD) pierde su capacidad de control sobre otra molécula, la HIF-1, que a su vez interfiere negativamente en la comunicación entre el núcleo celular y las mitocondrias.
Cuando todo esto sucede, la capacidad de las células para producir energía se reduce, y comienzan a manifestarse los signos del envejecimiento; así como los de la enfermedad asociada al envejecimiento.
Resultados obtenidos
En general, y por razones que aún no están claras, a medida que envejecemos, los niveles de NAD de nuestro organismo van menguando.
Lo que han demostrado los científicos es que administrando un compuesto endógeno que las células transforman en NAD (esto es, aumentando los niveles de NAD en el organismo de manera artificial), se puede restablecer la comunicación y reparar la función mitocondrial rápidamente.
Las consecuencias fueron las siguientes: cuando dicho compuesto fue suministrado lo suficientemente pronto –antes de una acumulación excesiva de mutaciones- algunos de los aspectos del envejecimiento pudieron revertirse en los roedores, comprobó Ana Gomes, una de las científicos a cargo del estudio.
Además, al examinar los músculos de los ratones que habían recibido el compuesto impulsor de la producción de NAD para indicadores vinculados al envejecimiento (de resistencia a la insulina, de inflamación, y de pérdida de masa muscular), se constató que el tejido muscular de los animales –de dos años de edad- se asemejaba al de ratones de seis meses. En tiempo de vida humana, esto equivaldría a un rejuvenecimiento de 20 años para dichos indicadores específicos.
Relación con el cáncer
Un aspecto particularmente importante de esta investigación está relacionado con la molécula HIF-1, también vinculada a la aparición del cáncer. "Ciertamente resulta significativo haber descubierto que una molécula que se activa con muchos tipos de cáncer también lo haga durante el envejecimiento", explica Gomes.
"Estamos empezando a ver ahora que la fisiología del cáncer es en cierta manera similar a la del envejecimiento. Tal vez eso pueda explicar por qué el principal factor de riesgo de padecer cáncer es la edad".
Los investigadores analizarán en adelante el efecto a largo plazo de un incremento de los niveles de NAD en ratones, con el fin de determinar si el compuesto utilizado podría usarse con seguridad para el tratamiento de enfermedades mitocondriales raras o de otras enfermedades más comunes, como la diabetes.
El mecanismo universal del envejecimiento
Sinclair y su equipo llevan años estudiando el proceso del envejecimiento. En 2008, publicaron en la revista Cell un artículo en el que aseguraban haber encontrado un “mecanismo universal de envejecimiento”: el papel de una proteína denominada sirtuina para la regulación de la adecuada expresión genética.
En experimentos realizados con ratones viejos demostraron entonces que, restableciendo los niveles de sirtuina con resveratrol, un activador de esta proteína, la reparación del ADN se volvía más eficiente, y los animales mantenían la expresión genética del patrón de la juventud, incluso en la vejez. El resveratrol, por otra parte, extendió la esperanza de vida de los ratones en entre un 24 y un 46%.
En general, y por razones que aún no están claras, a medida que envejecemos, los niveles de NAD de nuestro organismo van menguando.
Lo que han demostrado los científicos es que administrando un compuesto endógeno que las células transforman en NAD (esto es, aumentando los niveles de NAD en el organismo de manera artificial), se puede restablecer la comunicación y reparar la función mitocondrial rápidamente.
Las consecuencias fueron las siguientes: cuando dicho compuesto fue suministrado lo suficientemente pronto –antes de una acumulación excesiva de mutaciones- algunos de los aspectos del envejecimiento pudieron revertirse en los roedores, comprobó Ana Gomes, una de las científicos a cargo del estudio.
Además, al examinar los músculos de los ratones que habían recibido el compuesto impulsor de la producción de NAD para indicadores vinculados al envejecimiento (de resistencia a la insulina, de inflamación, y de pérdida de masa muscular), se constató que el tejido muscular de los animales –de dos años de edad- se asemejaba al de ratones de seis meses. En tiempo de vida humana, esto equivaldría a un rejuvenecimiento de 20 años para dichos indicadores específicos.
Relación con el cáncer
Un aspecto particularmente importante de esta investigación está relacionado con la molécula HIF-1, también vinculada a la aparición del cáncer. "Ciertamente resulta significativo haber descubierto que una molécula que se activa con muchos tipos de cáncer también lo haga durante el envejecimiento", explica Gomes.
"Estamos empezando a ver ahora que la fisiología del cáncer es en cierta manera similar a la del envejecimiento. Tal vez eso pueda explicar por qué el principal factor de riesgo de padecer cáncer es la edad".
Los investigadores analizarán en adelante el efecto a largo plazo de un incremento de los niveles de NAD en ratones, con el fin de determinar si el compuesto utilizado podría usarse con seguridad para el tratamiento de enfermedades mitocondriales raras o de otras enfermedades más comunes, como la diabetes.
El mecanismo universal del envejecimiento
Sinclair y su equipo llevan años estudiando el proceso del envejecimiento. En 2008, publicaron en la revista Cell un artículo en el que aseguraban haber encontrado un “mecanismo universal de envejecimiento”: el papel de una proteína denominada sirtuina para la regulación de la adecuada expresión genética.
En experimentos realizados con ratones viejos demostraron entonces que, restableciendo los niveles de sirtuina con resveratrol, un activador de esta proteína, la reparación del ADN se volvía más eficiente, y los animales mantenían la expresión genética del patrón de la juventud, incluso en la vejez. El resveratrol, por otra parte, extendió la esperanza de vida de los ratones en entre un 24 y un 46%.
Referencias bibliográficas:
Philipp Oberdoerffer, Shaday Michan, Michael McVay, Raul Mostoslavsky, James Vann, Sang-Kyu Park, Andrea Hartlerode, Judith Stegmuller, Angela Hafner, Patrick Loerch, Sarah M. Wright, Kevin D. Mills, Azad Bonni, Bruce A. Yankner, Ralph Scully, Tomas A. Prolla, Frederick W. Alt, David A. Sinclair. SIRT1 Redistribution on Chromatin Promotes Genomic Stability but Alters Gene Expression during Aging. Cell (2008). DOI: 10.1016/j.cell.2008.10.025.
Ana P. Gomes, Nathan L. Price, Alvin J.Y. Ling, Javid J. Moslehi, Magdalene K. Montgomery, Luis Rajman, James P. White, João S. Teodoro, Christiane D. Wrann, Basil P. Hubbard, Evi M. Mercken, Carlos M. Palmeira, Rafael de Cabo, Anabela P. Rolo, Nigel Turner, Eric L. Bell, David A. Sinclair. Declining NAD Induces a Pseudohypoxic State Disrupting Nuclear-Mitochondrial Communication during Aging. Cell (2013). DOI:10.1016/j.cell.2013.11.037.
Philipp Oberdoerffer, Shaday Michan, Michael McVay, Raul Mostoslavsky, James Vann, Sang-Kyu Park, Andrea Hartlerode, Judith Stegmuller, Angela Hafner, Patrick Loerch, Sarah M. Wright, Kevin D. Mills, Azad Bonni, Bruce A. Yankner, Ralph Scully, Tomas A. Prolla, Frederick W. Alt, David A. Sinclair. SIRT1 Redistribution on Chromatin Promotes Genomic Stability but Alters Gene Expression during Aging. Cell (2008). DOI: 10.1016/j.cell.2008.10.025.
Ana P. Gomes, Nathan L. Price, Alvin J.Y. Ling, Javid J. Moslehi, Magdalene K. Montgomery, Luis Rajman, James P. White, João S. Teodoro, Christiane D. Wrann, Basil P. Hubbard, Evi M. Mercken, Carlos M. Palmeira, Rafael de Cabo, Anabela P. Rolo, Nigel Turner, Eric L. Bell, David A. Sinclair. Declining NAD Induces a Pseudohypoxic State Disrupting Nuclear-Mitochondrial Communication during Aging. Cell (2013). DOI:10.1016/j.cell.2013.11.037.