Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén han manipulado genéticamente la regulación de energía en una especie de peces africanos, haciéndolos vivir más tiempo y además desarrollando resistencia a las condiciones relacionadas con la edad
Renee Ghert-Zand*
Un pez originario de Mozambique y Zimbabue, que no vive más de seis meses, está ayudando a los investigadores israelíes a idear formas de mejorar la salud humana, ahora que las personas viven cada vez más tiempo.
Al manipular genéticamente los killis turquesa, Itamar Harel y sus colegas del Instituto Silberman de Ciencias de la Vida de la Universidad Hebrea de Jerusalén están obteniendo información sobre cómo restaurar la salud metabólica en los vertebrados, para que puedan permanecer más saludables cuando envejecen. El equipo publicó un artículo al respecto en la revista arbitrada Developmental Cell.
Harel tiene la esperanza de que los ajustes de la biosíntesis de energía a nivel celular en los killis y otros vertebrados pueda conducir a terapias farmacológicas, especialmente para el beneficio de los humanos mayores, que tienden a sufrir enfermedades que a menudo derivan de la capacidad disminuida del cuerpo para responder a la disponibilidad de nutrientes a nivel celular.
Por ejemplo, la diabetes tipo 2 es común en las personas mayores, ya que les resulta más difícil controlar sus niveles de glucosa en la sangre. Cuando una persona joven come, sus niveles de glucosa aumentan y luego bajan con bastante rapidez. Además, cuando una persona joven ayuna, su nivel de azúcar en la sangre disminuye. Pero las personas mayores tienden a tener niveles altos de azúcar en la sangre incluso después de ayunar.
“Esta incapacidad para bajar los niveles de azúcar, o ‘reducción de la plasticidad del metabolismo’, es la causa principal de muchas enfermedades asociadas con la edad además de la diabetes, incluido el deterioro cognitivo”, apunta Harel.
Itamar Harel, investigador de la Universidad Hebrea de Jerusalén
(Foto: The Times of Israel)
Harel decidió realizar sus experimentos con killis porque son vertebrados con una vida extremadamente corta. Se ha trabajado mucho en las últimas tres décadas con invertebrados como el gusano C. elegans y la mosca de la fruta Drosophila, y los hallazgos han sido significativos. “Sin embargo, si queremos estudiar el envejecimiento de los vertebrados, tenemos que hacerlo en un vertebrado. Un organismo que envejece presenta factores comunes, y si hacemos un hallazgo en un animal podría aplicarse a todos los demás. Pero hay aspectos clave que se aplican solo a los vertebrados”, explica.
Hasta ahora, el problema era que los modelos de vertebrados clásicos eran el pez cebra y el ratón. Los ratones pueden vivir de dos a tres años, y el pez cebra hasta cinco. Harel necesitaba que las cosas avanzaran más rápido. “Por eso estamos trabajando con el killis turquesa, un vertebrado que vive seis meses. Por eso podemos hacer muchos experimentos con bastante rapidez”.
Harel centró la investigación en una enzima crítica llamada AMPK (proteína quinasa activada por AMP), que actúa como regulador de energía en la célula. Detecta los niveles de energía, y decide si debe invertir más energía de inmediato para la proliferación y el crecimiento, o si debe ahorrarla y simplemente reciclar algunas moléculas existentes mientras tanto.
Los investigadores han descubierto que la activación de AMPK prolonga la vida de la mosca de la fruta. Sin embargo, hacer lo mismo en ratones no les alargó la vida, e incluso provocó patologías.
Harel explica que él y su equipo postularon que el problema quizá se debió al hecho de que la AMPK es una enzima compleja formada por múltiples proteínas, y que cada órgano del cuerpo tiene una versión diferente de la misma. “Dijimos: está bien, tal vez esa sea la razón, tal vez sea demasiado complicado ajustar esto in vivo. Entonces, lo que decidimos fue no manipular genéticamente la AMPK en forma directa, sino introducir una mutación genética en la molécula AMP (monofosfato de adenosina), que es el precursor del ATP (trifosfato de adenosina), la ‘moneda’ energética del cuerpo”.
Un killi turquesa africano de 5 meses de edad (abajo), en comparación con uno de 2 meses, muestra un envejecimiento muy similar al de los humanos, lo que incluye palidez, pérdida de masa muscular y cataratas
(Foto: The Times of Israel)
Al hacer esto, los investigadores inhibieron la capacidad de la célula para producir AMP, con la idea de que eso haría que la célula «pensara» que había menos energía disponible y que estaba en ayunas, a pesar de que había mucho alimento alrededor.
Al manipular los componentes del proceso de producción de energía, pero no la enzima sensora AMPK en sí misma, el equipo logró producir killis que vivieron más de lo habitual mientras mostraban signos de resistencia a las patologías asociadas con la edad.
“Estos ‘viejos mutantes’ eran resistentes a una dieta alta en grasas, que generalmente resulta en gotas de lípidos acumuladas en el hígado. Tenían niveles bajos de glucosa después del ayuno, igual que los peces jóvenes, por lo que su metabolismo se rejuveneció por completo”, afirma Harel.
La sorpresa fue que tal rejuvenecimiento ocurrió solo en los machos de killis. Algo estaba pasando a nivel molecular que resultó en diferencias funcionales entre los machos y las hembras. “Ahora estamos tratando de optimizar este proceso en hembras de killis. También hemos desarrollado un modelo de ratón para investigar esto, y estamos estudiando si podemos desarrollar un fármaco que pueda hacer algo similar en humanos”.
Es fundamental realizar más estudios sobre estos diferentes resultados relacionados con el sexo, porque muchas enfermedades vinculadas con la edad se manifiestan de manera diferente en hombres y mujeres, y la industria farmacéutica quiere que se prueben los nuevos medicamentos en ambos sexos para medir la eficacia y los efectos perjudiciales en cada uno.
Harel enfatiza que su objetivo para esta investigación sobre el metabolismo no es necesariamente extender significativamente la vida humana; más bien, el propósito es que las personas vivan con la menor cantidad posible de enfermedades a medida que envejecen. “Cualquier medicamento desarrollado con esta investigación probablemente se prescribiría para personas mayores o con enfermedades graves, que no pueden usar el ayuno intermitente o el ejercicio para prevenir o tratar la enfermedad metabólica”, dice Harel. “No se distribuiría ampliamente. No se pondría en el agua como el fluoruro”.
*Periodista.
Fuente: The Times of Israel.
Traducción Sami Rozenbaum / Nuevo Mundo Israelita.
