Los investigadores del CNIO descubrieron que las células que tienen un exceso de nutrientes pueden provocar disfunción e inflamación de los órganos, lo que podría acelerar el envejecimiento. Utilizando modelos animales y comparaciones con muestras de sangre humana, demostraron que atacar la inflamación podría aliviar los síntomas del envejecimiento y prolongar la vida, lo que tendría implicaciones para comprender las enfermedades relacionadas con el envejecimiento y la obesidad.
Los investigadores están descubriendo que el exceso de nutrientes en las células desencadena inflamación y disfunción de los órganos, acelerando así el envejecimiento. Su estudio sugiere que las intervenciones contra la inflamación podrían mejorar la esperanza de vida.
El envejecimiento acelerado de nuestra población pone de relieve la urgencia de comprender los cambios moleculares que se producen en el cuerpo a lo largo del tiempo. El complejo proteico mTOR desempeña un papel esencial en muchas funciones corporales, incluido el metabolismo. Un nuevo estudio liderado por investigadores del CNIO muestra que incluso ligeros aumentos en la actividad mTOR pueden inducir un envejecimiento prematuro en modelos animales, reduciendo su esperanza de vida hasta un 20%.
Este estudio, publicado en envejecimiento natural, proporciona información sobre por qué las enfermedades asociadas con el envejecimiento empeoran en personas con un índice de masa corporal alto, un indicador de obesidad e inflamación. Esto también explica por qué la restricción calórica, conocida por prolongar la vida útil de los animales, promueve un envejecimiento saludable al activar genes específicos que interactúan con mTOR.
Además, el estudio presenta una nueva herramienta de investigación diseñada “para estudiar la relación entre el aumento de nutrientes y el envejecimiento en diferentes órganos”, según el autor principal, Alejo Efeyan, que dirige el Grupo de Metabolismo y Señalización celular del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). .
Manipulación de mTOR en modelos animales.
La actividad del complejo proteico mTOR se regula en función de la cantidad de nutrientes disponibles en la célula. Los autores desarrollaron un método para manipular la actividad de mTOR en modelos animales apuntando a la proteína que indica los niveles de nutrientes a mTOR. Al modificar genéticamente esta proteína para simular niveles más altos de nutrientes, hicieron que mTOR activara su vía como si los animales consumieran más alimentos, incluso si su dieta real permanecía sin cambios.
Ana Ortega-Molina, autora principal y actual investigadora del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, y Alejo Efeyan, autor principal del Grupo de Metabolismo y Señalización Celular del CNIO. Crédito: Antonio Tabernero /CNIO
Consecuencias de una mayor actividad mTOR
Cuando los animales que portan la proteína modificada alcanzan la madurez, sus funciones celulares comienzan a deteriorarse, lo que provoca síntomas de envejecimiento, como una piel más fina y daños en órganos como el páncreas, el hígado y los riñones. Las células del sistema inmunológico vienen a repararlos pero se ven abrumadas por la magnitud del daño. Se acumulan y, en lugar de repararse a sí mismos, desencadenan una inflamación que agrava aún más los problemas en estos órganos.
Este ciclo de daño y reparación ineficaz acorta la esperanza de vida de los animales en un 20%, lo que equivale a unos 16 años en los humanos.
Posibles medidas terapéuticas
Los investigadores intentaron interrumpir este ciclo inhibiendo la respuesta inmune que causa la inflamación. Como resultado, el daño a los órganos mejoró lo suficiente como para permitirle al hombre ganar lo que serían algunos años de vida.
La primera autora, Ana Ortega-Molina, directora del Laboratorio de Cáncer y Metabolismo del Envejecimiento de CBM, señala que actuar sobre la inflamación crónica es “una medida terapéutica potencial que controla el deterioro de la salud”.
Posibles implicaciones humanas
Cuando el grupo del CNIO manipuló mTOR para simular el exceso de nutrientes, los cambios resultantes reflejaron los observados en el envejecimiento natural. Compararon su modelo con colonias de ratones que envejecen naturalmente, incluidos los suyos y los mantenidos por el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento (NIA).
Por ejemplo, la actividad de los lisosomas, que son los orgánulos con los que la célula elimina y recicla sus desechos, está reducida en animales envejecidos de forma natural y modificados genéticamente. “Cuando hay un exceso de nutrientes, tiene sentido que la célula detenga la actividad de reciclaje de los lisosomas, porque este reciclaje se produce especialmente cuando no hay nutrientes”, explica Efeyan.
Esta disminución de la actividad lisosomal también se produce en el envejecimiento humano, según comprueba el grupo de la Universitat de València comparando muestras de sangre de jóvenes y septuagenarios.
Una nueva herramienta
Más allá de este artículo, Efeyan cree que este nuevo modelo animal ofrece “un terreno fértil para plantear más preguntas sobre cómo el aumento de nutrientes, o su señalización, facilita procesos en diferentes órganos que nos permiten comprender especialmente su envejecimiento”. O, por ejemplo, estudiar la relación con las enfermedades neurodegenerativas, porque hay cierta inflamación en el sistema nervioso central. Es una herramienta que mucha más gente puede utilizar.
Otros coautores incluyen a Rafael de Cabo, del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento (NIA) de Bethesda, EE.UU., Consuelo Borrás y Daniel Monleón, de la Universidad de Valencia, y María Casanova-Acebes, líder del grupo Inmunidad al cáncer del CNIO.
Este trabajo fue financiado, entre otros, por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España, la Agencia Española de Investigación, el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, la Fundación Científica de la Asociación Española contra el Cáncer, la Fundación Bancaria “la Caixa”, Olivia Roddom Oncología. . Beca, Programa de Investigación Intramuros en NIA, Institutos Nacionales de Salud. Yurena Vivas, una de las autoras, es beneficiaria de un contrato Amigos del CNIO financiado por la Fundación Domingo Martínez.
