Estrechando en la teoría del envejecimiento

Estrechando en la teoría del envejecimiento

Un nuevo estudio aumenta y fortalece los vínculos que han llevado a los científicos a proponer la "teoría del envejecimiento del transposón".

"Hasta ahora ha habido asociaciones y sugerencias que para todos nosotros tienen sentido, pero la diferencia en la ciencia es que necesita los datos para respaldar su opinión".

Los transposones son elementos deshonestos del ADN que se liberan en las células que envejecen y se reescriben en otras partes del genoma, creando potencialmente un caos de acortamiento de la vida en la composición genética de los tejidos.

A medida que las células envejecen, estudios previos han demostrado que la envoltura de heterocromatina fuertemente enrollada que normalmente aprisiona los transposones se vuelve más suelta, lo que les permite salirse de sus posiciones en los cromosomas y pasar a otros nuevos, alterando la función celular normal. Mientras tanto, los científicos han demostrado que las intervenciones potencialmente relacionadas, como la restricción de calorías o la manipulación de ciertos genes, pueden prolongar de forma demostrable la esperanza de vida en animales de laboratorio.

"En este informe, el gran paso adelante es hacia la posibilidad de una verdadera relación causal", dice Stephen Helfand, profesor de biología en la Universidad de Brown y autor principal de un nuevo estudio en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias. "Hasta ahora ha habido asociaciones y sugerencias que para todos nosotros tienen sentido, pero la diferencia en la ciencia es que necesita los datos para respaldar su opinión".

Conectando los puntos

Los nuevos resultados, liderados por el investigador de la facultad Jason Wood, provienen de varios experimentos que son exhaustivos y directos para conectar los puntos entre el debilitamiento de la heterocromatina, el aumento de la expresión del transposón, el envejecimiento y la esperanza de vida.

En una serie de experimentos, el equipo captó visualmente elementos transponibles en el acto de saltar en moscas de la fruta a medida que envejecían. Insertaron fragmentos genéticos especiales en las células del cuerpo graso, el equivalente del hígado humano y las células de grasa en las moscas que brillarían de un verde brillante cuando los elementos transponibles específicos se mueven en el genoma. Bajo el microscopio, los científicos podían ver un patrón claro de cómo las resplandecientes "trampas" se iluminaban cada vez más a medida que las moscas envejecían.

El aumento en la actividad del transposón no fue constante a medida que las moscas crecían. "Las moscas alcanzan cierta edad y luego se dispara más exponencialmente", dice Wood. Los datos muestran que el intervalo de tiempo en el que la actividad del elemento transponible realmente comienza a aumentar está estrechamente relacionado con el momento en que las moscas comienzan a morir.

Varios experimentos en el documento también muestran que una intervención clave que ya se sabe que aumenta la esperanza de vida, una dieta baja en calorías, retrasa drásticamente la aparición de una mayor actividad del transposón.

Para explorar más a fondo la conexión entre la expresión del transposón y la esperanza de vida, el equipo probó los efectos de la manipulación de genes conocidos por mejorar la represión de la heterocromatina que no solo se encuentran en las moscas, sino también en los mamíferos. Por ejemplo, al aumentar la expresión del gen Su (var) 3-9, que ayuda a formar heterocromatina, se extendió la vida útil máxima de la mosca desde 60 a 80 días. El aumento de la expresión de un gen llamado Dicer-2, que utiliza la pequeña vía de ARN para suprimir los transposones, también se ha añadido significativamente a la esperanza de vida.


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Finalmente, mostraron que un medicamento anti-VIH llamado 3TC, que inhibe la activación de los transposones y su movimiento hacia nuevas posiciones en el genoma, puede restaurar la vida de las moscas que tienen una mutación que desactiva Dicer-2.

Próximos pasos

Para todos los nuevos resultados, Helfand dice que aún no es el momento de declarar abiertamente que los transposones son una causa de los efectos en la salud del envejecimiento. "Ellos hacen una historia fuerte", dice. "Estamos empezando a poner la carne en el esqueleto".

Pero nuevos experimentos están planeados. Por ejemplo, el equipo alentará deliberadamente la expresión de elementos transponibles para ver si eso socava la salud y la esperanza de vida. Otro enfoque podría ser utilizar la poderosa técnica de edición de genes CRISPR para inhabilitar específicamente la capacidad de los elementos transponibles para movilizarse dentro del genoma. Si esa intervención afectara la esperanza de vida, también sería reveladora, dice Helfand.

El equipo también continúa desarrollando intervenciones farmacológicas con la esperanza de aumentar su eficacia y aprender más sobre su seguridad.

Brown también está liderando una nueva subvención con la Universidad de Nueva York y la Universidad de Rochester para avanzar en el estudio de los transposones en el envejecimiento.

Si bien los transposones parecen ser un factor importante en el envejecimiento, dicen Helfand y Wood, es probable que sean solo parte de un conjunto más amplio de procesos que socavan la salud a lo largo del tiempo. "Hay muchos mecanismos potenciales que influyen en el proceso de envejecimiento", dice Wood. "Están sucediendo muchas cosas, pero creemos que esta es una de ellas".

Los Institutos Nacionales de Salud y la Federación Estadounidense para la Investigación del Envejecimiento financiaron la investigación.

Fuente: Universidad de Brown

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