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» Ya sabíamos que la restricción calórica aumenta la esperanza de vida, pero ahora hemos demostrado que todos los cambios que ocurren a nivel de una sola célula causan eso», dice Juan Carlos Izpisua Belmonte, autor principal del nuevo artículo, profesor en el Laboratorio de Expresión Génica de Salk y titular de la Cátedra Roger Guillemin. «Esto nos da objetivos sobre los que eventualmente podremos actuar con medicamentos para tratar el envejecimiento en los seres humanos.»

El envejecimiento es el factor de mayor riesgo para muchas enfermedades humanas, como el cáncer, la demencia, la diabetes y el síndrome metabólico. La restricción calórica se ha demostrado en modelos animales como una de las intervenciones más efectivas contra estas enfermedades relacionadas con la edad. Y aunque los investigadores saben que las células individuales experimentan muchos cambios a medida que un organismo envejece, no han sabido cómo la restricción calórica podría influir en estos cambios.

En el nuevo artículo, Belmonte y sus colaboradores, incluidos tres ex alumnos de su laboratorio Salk que ahora son profesores que ejecutan sus propios programas de investigación en China, compararon ratas que comían un 30 por ciento menos de calorías con ratas con dietas normales. Las dietas de los animales se controlaron desde los 18 meses hasta los 27 meses de edad. (En humanos, esto sería aproximadamente equivalente a alguien que sigue una dieta restringida en calorías desde los 50 hasta los 70 años de edad.)

Tanto al inicio como al final de la dieta, el equipo de Belmonte aisló y analizó un total de 168.703 células de 40 tipos de células en las 56 ratas. Las células provenían de tejidos grasos, hígado, riñón, aorta, piel, médula ósea, cerebro y músculo. En cada célula aislada, los investigadores utilizaron tecnología de secuenciación genética unicelular para medir los niveles de actividad de los genes. También analizaron la composición general de los tipos de células dentro de cualquier tejido dado. Luego, compararon ratones viejos y jóvenes en cada dieta.

Muchos de los cambios que ocurrieron a medida que las ratas en la dieta normal crecían no ocurrieron en ratas con una dieta restringida; incluso en la vejez, muchos de los tejidos y células de los animales en la dieta se parecían mucho a los de las ratas jóvenes. En general, el 57 por ciento de los cambios relacionados con la edad en la composición celular observados en los tejidos de las ratas con una dieta normal no estaban presentes en las ratas con dieta restringida en calorías.

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«Este enfoque no solo nos dijo el efecto de la restricción calórica en estos tipos de células, sino que también proporcionó el estudio más completo y detallado de lo que sucede a nivel de una sola célula durante el envejecimiento», dice el coautor para correspondencia Guang-Hui Liu, profesor de la Academia de Ciencias de China.

Algunas de las células y genes más afectados por la dieta están relacionados con la inmunidad, la inflamación y el metabolismo lipídico. El número de células inmunitarias en casi todos los tejidos estudiados aumentó drásticamente a medida que las ratas de control envejecían, pero no se vio afectado por la edad en ratas con calorías restringidas. En el tejido adiposo marrón, un tipo de tejido graso, una dieta restringida en calorías revirtió los niveles de expresión de muchos genes antiinflamatorios a los observados en animales jóvenes.

«El descubrimiento principal en el estudio actual es que el aumento de la respuesta inflamatoria durante el envejecimiento podría reprimirse sistemáticamente mediante la restricción calórica», dice el coautor para correspondencia Jing Qu, también profesor de la Academia China de Ciencias.

Cuando los investigadores se concentraron en los factores de transcripción, esencialmente interruptores maestros que pueden alterar ampliamente la actividad de muchos otros genes, que fueron alterados por la restricción calórica, uno se destacó. Los niveles del factor de transcripción Ybx1 fueron alterados por la dieta en 23 tipos celulares diferentes. Los científicos creen que Ybx1 puede ser un factor de transcripción relacionado con la edad y están planeando más investigación sobre sus efectos.

«La gente dice que ‘eres lo que comes’, y estamos descubriendo que eso es cierto de muchas maneras», dice Concepción Rodríguez Esteban, otra de las autoras del artículo e investigadora del personal de Salk. «El estado de sus células a medida que envejecen depende claramente de sus interacciones con su entorno, que incluye qué y cuánto come.»

El equipo ahora está tratando de utilizar esta información en un esfuerzo por descubrir objetivos de medicamentos para el envejecimiento e implementar estrategias para aumentar la vida y la salud.

Otros investigadores en el estudio fueron Shuai Ma, Shuhui Sun, Lingling Geng, Moshi Song, Wei Wang, Yanxia Ye, Qianzhao Ji, Zhiran Zou, Si Wang y Qi Zhou de la Academia China de Ciencias; Xiaojuan He, Wei Li, Piu Chan y Weiqi Zhang de la Universidad Médica de Capital del Hospital de Xuanwu; Xiao Long del Hospital Universitario de Medicina de la Unión de Pekín; y Guoji Guo de la Escuela de Medicina de la Universidad de Zhejiang.

El trabajo y los investigadores involucrados fueron apoyados por subvenciones del Programa Nacional Clave de Investigación y Desarrollo de China, el Programa de Investigación de Prioridad Estratégica de la Academia China de Ciencias, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Fundación de Ciencias Naturales de Beijing, la Comisión Municipal de Salud y Planificación Familiar de Beijing, el Centro de Innovación Avanzada para la Protección del Cerebro Humano, el Laboratorio Estatal Clave de Biología de Membranas, la Fundación Moxie y la Fundación Glenn.

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