Proceso de envejecimiento más lento con antibióticos
Ratones de laboratorio. (Crédito: Lightmatter/Wikimedia Commons)
¿ A qué se debe que dentro de un grupo homogéneo de población dentro de una misma especie algunos individuos vivan hasta 3 veces más que otros?
Investigadores de la Escuela politécnica federal de Lausana (EPFL por sus siglas en francés), en Suiza, profundizaron en esta pregunta y encontraron el mecanismo responsable del envejecimiento escondido en las profundidades del mitocondria.
Los científicos pudieron reducir dramáticamente el proceso de envejecimiento en gusanos administrando antibióticos a los más jóvenes, logrando así un promedio de vida 60 por ciento mayor.
El proceso de envejecimiento identificado por el EPFL toma lugar dentro de un organelo llamado mitocondria, conocido como la central eléctrica celular ya que transforma nutrientes en proteínas, incluyendo el trifosfato de adenosina (ATP), utilizado como energía por los músculos.
Varios estudios han demostrado que el mitocondria participa también en el proceso de envejecimiento. La nueva investigación del EPFL, realizada en colaboración con los Países bajos y los Estados Unidos, señala los genes exactos involucrados y mide las consecuencias en la longevidad cuando la cantidad de proteína que codifican varía: menos proteína, una vida más larga.
Ratones de laboratorio en la referencia de población BXD (un tipo genético específico de ratón) típicamente vive de 365 a 900 días. Esta población, que refleja variaciones genéticas que ocurren naturalmente dentro de las especies, es utilizado por muchos investigadores en lo que llaman “genética del mundo real”. El beneficio de trabajar con esté tipo de ratón en particular es que su genoma está casi decodificado por completo.
El equipo encabezado por el profesor Auwerx, director del Laboratorio de Integración y Fisiología Sistémica del EPFL, analizó genomas de ratón como una función de longevidad y encontró un grupo de tres genes situados en el cromosoma número dos que, hasta este momento, no se sospechaba que tuviera participación en el proceso de envejecimiento. Sin embargo, los números no mienten: un 50 por ciento de reducción en la expresión de estos genes –por consiguiente una reducción en las proteínas que codifican– aumentó el promedio de vida del ratón en más o menos 250 días.
Como paso siguiente, el equipo reprodujo variaciones de proteína en un tipo de nematodo, el conocido como Caenorhabidtis elegans. “Al reducir la producción de estas proteínas durante la fase de crecimiento del gusano, aumentamos significativamente su longevidad”, dijo Auwerx.
El tiempo promedio de vida de un gusano manipulado de esta manera pasó de 19 a más de 30 días, un aumento de 60 por ciento. Los científicos realizaron pruebas para aislar esta propiedad común y determinaron que la presencia de proteínas ribosomales mitocondriales (MRPs) es inversamente proporcional a la longevidad.
Los investigadores concluyeron que una carencia de MRP en ciertos momentos claves en el desarrollo creaba una reacción de estrés específico conocida como “respuesta de proteina desplegada” dentro del mitocondria. “La fuerza de esta respuesta se encontró directamente proporcional al tiempo de vida”, dijo Auwerx. “Sin embargo, notamos que era aún más pronunciado si el desbalance de la proteína –la reducción en MRP– se daba en una edad joven. Una estimulación similar realizada en gusanos adultos no dio los mismos resultados en la longevidad”.
Incluso, el efecto pudo ser inducido sin manipular genéticamente a los gusanos. “La exposición a cierto tipo de drogas ya disponibles inhibió la función ribosomal y causó la reacción deseada”, dijo Auwerx. En otras palabras, el mitocondria es sensible a cierto tipo de antibióticos y estas drogas pueden usarse para incrementar el tiempo de vida.
Los gusanos a los que se suministró antibióticos no sólo tuvieron un tiempo mayor de vida. En su edad adulta, que es a los 13 días, se movían el doble de otros gusanos de su edad, según indica Laurent Mouchiroud, co-autor de este estudio. “Cerca de los 20 días de edad, la diferencia se hacía aún más pronunciada ya que los individuos ‘no controlados’ estaban en muy mal estado”, añadió.
Por medio del uso de un programa de software modificado por miembros de la Escuela de Computación y Ciencias de Comunicación del EPFL, Mouchiroud pudo seguir, medir, y calificar los movimientos de muchos gusanos durante su vida completa, y observó que los gusanos a los cuales se les había suministrado tratamiento tenían mayor resistencia y energía. “Además, sus músculos estaban en mucho mejor estado”, reporta.
Sin embargo, los individuos a los cuales se había proporciona antibiótico en su vida temprana –por ejemplo, en su estado de larva– también presentaron características menos favorables. Su desarrollo se hizo mucho más lento, depositaban menos huevos y tenían menos energía a los 3 días de edad, una condición de los ya adultos. “Esto nos hizo pensar en el estado como de gripe que se tiene después de recibir una vacuna”, dijo Mouchiroud. “Pero la reacción de estrés en el mitocondría, y por consiguiente el potencial de una vida más larga permaneció después de la fase de tratamiento”.
Todo indica que los mecanismos observados y probados en gusanos deben ser similares a los observados en ratones, y por consiguiente muy posiblemente igual en otros mamíferos. Se requieren más estudios, por supuesto, para confirmar que el envejecimiento y sus efectos podrían reducirse en mamíferos por medio del uso de antibióticos en momentos precisos de su desarrollo.
“Esta investigación nos da esperanza no sólo de aumentar nuestro promedio de vida, sino también para hacer mayor el periodo de vitalidad en vida adulta y hacerlo sólo con el uso de antibióticos”, concluye Auwerx.
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