18 de noviembre de 2005
Investigadores descubren nuevos genes que controlan la longevidad
El intentar comprender los mecanismos moleculares que controlan el
envejecimiento ha llevado a investigadores del Instituto Médico
Howard Hughes y a sus colegas a descubrir 10 genes nuevos que regulan
la longevidad en levadura. Los estudios también sugieren un
nuevo modelo de la forma en la que se retrasa el envejecimiento cuando
se restringe la ingesta calórica.
Los biólogos moleculares Matt Kaeberlein, Brian Kennedy,
Stanley Fields y sus colegas de la Universidad de Washington publicaron
en el número del 18 de noviembre de 2005 de la revista
Science que al disminuir la función de vías tales
como TOR y Sch9, que responden a nutrientes, se extiende el largo de
vida de la levadura. Fields es investigador del Instituto Médico
Howard Hughes en la Universidad de Washington.
“Aunque la levadura es un simple organismo unicelular, es capaz de revelar mecanismos del proceso del envejecimiento. Genes similares también podrían controlar el envejecimiento en organismos superiores”.
Stanley Fields
Los resultados de los estudios son importantes porque comienzan a
proporcionar una explicación para el efecto de “la
extensión de la vida” observado en animales de laboratorio
cuando se restringe el alimento. Los estudios podrían ofrecer
nuevas pistas sobre los mecanismos moleculares que utilizan los
organismos vivos cuando el alimento es escaso, dijo Fields.
Aunque no parece ser intuitivo, experimentos anteriores
habían mostrado que la restricción severa de alimentos
lleva a un aumento en la longevidad -tanto como un 40 por ciento- en
algunos animales. Aunque el fenómeno de longevidad estaba bien
documentado en animales de laboratorio, los investigadores
seguían sin estar seguros sobre la forma en la que
sucedía.
Ahora, los experimentos de Kaeberlein, Kennedy, Fields y sus colegas
están descubriendo algunas de las vías moleculares que
están involucradas en el control de la longevidad en levaduras
y, por lo tanto, probablemente en organismos más complejos.
“Mediante un proceso de búsqueda genética a gran
escala hemos identificado un conjunto de genes que retrasa el
envejecimiento en levaduras”, explicó Kaeberlein.
Él y sus colegas esperan utilizar ese modelo para ampliar la
comprensión de la longevidad de animales superiores en la escala
evolutiva, incluso en seres humanos. “Especulamos que es
importante en organismos superiores”, agregó Fields, dado
que se encuentran genes muy similares en la mayoría de las otras
especies, desde gusanos hasta moscas de la fruta, ratones y seres
humanos.
Kaeberlein dijo que el siguiente paso es comenzar un trabajo similar
en el gusano redondo Caenorhabditis elegans.
Después de eso, quieren estudiar el proceso en ratones, y
eventualmente en seres humanos -con el objetivo de comprender el
proceso de envejecimiento-.
Aunque es poco probable que suceda pronto, los descubrimientos
podrían eventualmente ayudar a identificar blancos de ataque que
puedan ser manipulados -quizás por medio de tratamientos con
drogas- para alterar el proceso de envejecimiento, dijo Fields. Ya se
sabe que una droga, rapamicina, afecta una de estas vías
genéticas, pero tiene el efecto secundario peligroso de
inactivar el sistema inmune.
“Nos gustaría comprender la forma en la que ocurre el
envejecimiento en levaduras”, agregó Fields, porque
“aunque la levadura es un simple organismo unicelular, es capaz
de revelar los mecanismos del proceso del envejecimiento. Genes
similares también podrían controlar el envejecimiento en
organismos superiores”.
Los dos años de trabajo de laboratorio, gran parte del mismo
realizado por Kaeberlein y Kennedy, fueron muy arduos, ya que se
realizaron complejos estudios genéticos y bioquímicos con
una colección especial de 4.800 cepas de células de
levadura desarrolladas por otros científicos. Cada cepa de
levadura fue diseñada para ser especial y diferente, al carecer
de un gen diferente.
Una de las tareas más desafiadoras del grupo involucró
la separación de 564 cepas de levadura en tres
categorías: de breve duración, no duradera y duradera.
Tal trabajo involucró el examen cuidadoso de miles de
células individuales de levadura con el microscopio, separando
las “células hijas” de las “células
madres” y separando las cepas de acuerdo a la longevidad.
En levaduras, el envejecimiento se mide al contar el “largo de
vida replicativo”, número de células hijas
producidas por una célula madre dada antes de la senectud. En
los experimentos publicados en Science, los investigadores
clasificaron a las células como no duraderas si el largo de vida
medio era de menos de 26 generaciones. Si el largo de vida medio era de
menos de 20 generaciones, esas cepas de levadura eran asignadas a la
categoría de breve duración. Finalmente, si la vida media
era de más de 36 generaciones, entonces esas cepas se llamaban
duraderas.
Con el tiempo, los investigadores clasificaron gradualmente algunas
mutaciones génicas que alteraban el largo de vida de las
células. Como resultado, “se identificaron diez genes
nuevos que están conectados con la longevidad y seis de ellos
están involucrados en una sola vía” de respuesta de
la célula a la nutrición, explicó Fields.
Por ejemplo, un gen que identificaron, llamado TOR1, parece
regular la respuesta de la levadura a las condiciones alimenticias.
Cuando se muta el gen, y no funciona correctamente, la levadura
experimenta una respuesta de hambre similar a la de células con
restricción de calorías -aún cuando los nutrientes
son abundantes-. Las siglas TOR vienen del inglés “target
of rapamycin”, que en español significa “diana de
rapamicina”.
Lo que también está claro es que estos genes no
funcionan solos. TOR y sus parientes son activos en redes. Fields y sus
colegas están intentando identificar y analizar otras partes de
tales sistemas.
“Esperamos que esto nos lleve a los mecanismos involucrados en
la restricción calórica y la extensión de la
vida”, dijo Kaeberlein.
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Jennifer Michalowski
