Unos investigadores han desarrollado un nuevo método para eliminar el daño celular que se acumula con la edad. La técnica podría potencialmente ayudar a retrasar o incluso a revertir una importante causa del envejecimiento.
El equipo de Nikolay Kandul y Bruce Hay, del Instituto Tecnológico de California en Pasadena, así como Ming Guo y Ting Zhang, de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), ambas instituciones en Estados Unidos, desarrollaron una técnica para eliminar el ADN mutado de las mitocondrias, los pequeños orgánulos que producen la mayor parte de la energía química dentro de la célula.
En cada célula existen de cientos a miles de mitocondrias, cada una de las cuales posee su propio genoma de ADN circular, llamado ADNmt, cuyos productos se necesitan para la producción de energía. Dado que el ADNmt tiene capacidades de reparación limitadas, se encuentran a menudo versiones normales y mutadas de él en la misma célula, un trastorno conocido como heteroplasmia. La mayor parte de la gente inicia su vida con un cierto nivel de heteroplasmia, y los niveles de ADNmt mutante van aumentando con el transcurso de la vida. Cuando se cruza un umbral crítico de cantidad de ADNmt mutante, las células pierden su funcionalidad o mueren.
Se cree que la acumulación de ADNmt mutante con el paso de los años contribuye a la aparición del envejecimiento y de enfermedades degenerativas como el Mal de Alzheimer, el de Parkinson y la sarcopenia (consistente esta última en la típica pérdida progresiva de fuerza muscular relacionada con la edad). Los efectos heredados en el ADNmt están también vinculados con una serie de afecciones que comienzan a manifestarse en la infancia, incluyendo el autismo.
A diferencia de las mutaciones en el ADN del núcleo, que se pueden corregir a través de mecanismos de reparación celular, las del ADNmt a menudo no se repararan. Sin embargo, las células pueden descomponerse y retirar las mitocondrias disfuncionales a través de un proceso llamado mitofagia, una especie de control de calidad celular por así decirlo. Lo que no estaba claro antes de la nueva investigación era si este proceso puede asimismo promover la eliminación selectiva de ADNmt mutante.
El equipo halló en sus experimentos con moscas de la fruta que cuando aumentaban artificialmente la actividad de genes que promueven la mitofagia, incluyendo la de varios de ellos implicados en formas del Mal de Parkinson con un fuerte componente hereditario, se redujo de manera drástica la fracción de ADNmt mutante presente en las células musculares de las moscas. Por ejemplo, sobreexpresando el gen parkin, del cual se sabe que promueve específicamente la eliminación de mitocondrias disfuncionales y que está mutado en las formas del Mal de Parkinson con un fuerte componente hereditario, se redujo la proporción de ADNmt mutante desde el 76 hasta el 5 por ciento, mientras que la sobreexpresión del gen Atg1 redujo la fracción hasta el 4 por ciento.
Tal disminución eliminaría completamente cualquier defecto metabólico en estas células, devolviéndolas en esencia a un estado más juvenil y capacitado para abastecerse debidamente de energía, en palabras de Hay.
Ahora que los científicos ya saben que existe ese "control de calidad" del ADNmt y que el estado de este se puede mejorar, el nuevo paso en esta línea de investigación deberá ser buscar fármacos capaces de lograr los mismos efectos. La meta del equipo de Hay, Kandul, Guo y Zhang es crear una tecnología que en un futuro quizás no muy lejano nos permita periódicamente someternos a una limpieza celular que elimine el ADNmt dañado del cerebro, los músculos y otros tejidos. Esto nos ayudaría a mantener nuestras capacidades intelectuales y la movilidad, y a envejecer de forma más sana en general.
Se cree que la acumulación de ADNmt mutante con el paso de los años contribuye a la aparición del envejecimiento y de enfermedades degenerativas como el Mal de Alzheimer, el de Parkinson y la sarcopenia (consistente esta última en la típica pérdida progresiva de fuerza muscular relacionada con la edad). Los efectos heredados en el ADNmt están también vinculados con una serie de afecciones que comienzan a manifestarse en la infancia, incluyendo el autismo.
A diferencia de las mutaciones en el ADN del núcleo, que se pueden corregir a través de mecanismos de reparación celular, las del ADNmt a menudo no se repararan. Sin embargo, las células pueden descomponerse y retirar las mitocondrias disfuncionales a través de un proceso llamado mitofagia, una especie de control de calidad celular por así decirlo. Lo que no estaba claro antes de la nueva investigación era si este proceso puede asimismo promover la eliminación selectiva de ADNmt mutante.
El equipo halló en sus experimentos con moscas de la fruta que cuando aumentaban artificialmente la actividad de genes que promueven la mitofagia, incluyendo la de varios de ellos implicados en formas del Mal de Parkinson con un fuerte componente hereditario, se redujo de manera drástica la fracción de ADNmt mutante presente en las células musculares de las moscas. Por ejemplo, sobreexpresando el gen parkin, del cual se sabe que promueve específicamente la eliminación de mitocondrias disfuncionales y que está mutado en las formas del Mal de Parkinson con un fuerte componente hereditario, se redujo la proporción de ADNmt mutante desde el 76 hasta el 5 por ciento, mientras que la sobreexpresión del gen Atg1 redujo la fracción hasta el 4 por ciento.
Tal disminución eliminaría completamente cualquier defecto metabólico en estas células, devolviéndolas en esencia a un estado más juvenil y capacitado para abastecerse debidamente de energía, en palabras de Hay.
Ahora que los científicos ya saben que existe ese "control de calidad" del ADNmt y que el estado de este se puede mejorar, el nuevo paso en esta línea de investigación deberá ser buscar fármacos capaces de lograr los mismos efectos. La meta del equipo de Hay, Kandul, Guo y Zhang es crear una tecnología que en un futuro quizás no muy lejano nos permita periódicamente someternos a una limpieza celular que elimine el ADNmt dañado del cerebro, los músculos y otros tejidos. Esto nos ayudaría a mantener nuestras capacidades intelectuales y la movilidad, y a envejecer de forma más sana en general.
Fuente NCYT