Los secretos científicos de una larga vida

El envejecimiento no es un hecho inevitable de la vida – muchos animales ya han encontrado una manera de retrasar la muerte. Sus pistas pueden ayudarnos a disfrutar de una vida larga y saludable. Por ejemplo, al menos doscientos años. ¿Puedes imaginarlo? Lo soy.

Apenas 30 años después de la publicación de Moby Dick, un grupo de ballenas de Alaska trataron de rehacer en su propio gigante fuera del océano. Su objetivo era una ballena malvada, el segundo mamífero más grande de la Tierra. Esta especie es famosa por su increíble durabilidad: según el folclore Inuit, estas ballenas viven "dos vidas humanas" y también son liberadas de las arpones a expensas de su enorme poder.

Estos balleneros estaban armados con la última tecnología, en particular una “bomba de fuego” que explota cuando llega a perforar una gruesa capa de aceite de ballena. Sin embargo, esto no era suficiente para derrotar a la ballena. Tres fragmentos de lanza lo golpearon en el costado, pero - como Moby Dick - escapó y se fue con sólo heridas superficiales.

La ballena siguió vagando sin pescar durante otros 120 años, hasta 2007, cuando un grupo de ballenas finalmente lo atrapó. Incluso encontró fragmentos de la misma lanza que quedaba en aceite de ballena.



Según varias estimaciones, estas ballenas viven al menos 150 años y posiblemente hasta 210 años. Aparte de la piel ligeramente arrugada, exceso de grasa y cicatrices de batalla, las ballenas muestran sorprendentemente pocos efectos dañinos de una larga vida. Lo cual, a su vez, es de gran interés para los médicos que estudian el envejecimiento.

“Viven mucho más que los humanos, pero viven en la naturaleza sin ir a un médico o beneficiarse de la sociedad humana”, dice João Pedro de Magalhaes de la Universidad de Liverpool. Por lo tanto, deben estar protegidos naturalmente de las enfermedades de la vejez. Al estudiar estas ballenas y otras criaturas de larga vida, de Magalhaes y colegas esperan que podamos encontrar nuevas drogas que ralenticen la decadencia del cuerpo humano y atrasen la muerte. “El envejecimiento es un misterio, sabemos relativamente poco sobre sus procesos biológicos, y sigue siendo la causa raíz del sufrimiento y la muerte en el mundo moderno”, dijo de Magalhaes. Si pudiéramos posponerlo incluso por un momento, sería un milagro sin precedentes para el hombre.

Vadim Gladyshev de la Universidad de Harvard está de acuerdo con él. “Este es un problema biológico crítico, ya que la mayoría de las enfermedades humanas crónicas provienen del envejecimiento”. La ciencia biomédica está organizada para centrarse en enfermedades específicas como el cáncer, el Alzheimer o la diabetes, dice. “Pero si retrasa el envejecimiento, puede apagar todas las enfermedades asociadas con él. ”

Una variedad de factores se asocian con el envejecimiento. En primer lugar, el medio ambiente: nadie puede vivir en una burbuja, por lo que nuestro ADN y otra ingeniería molecular están lentamente dañados por sustancias químicas o radiación dañinas. Aunque nuestras células tienen las herramientas para reparar, eventualmente la destrucción se vuelve demasiado extensa, conduce a mutaciones, y las células crecen en tumores.



También podríamos resolver problemas con nuestro propio metabolismo: así como las estufas necesitan limpieza regular, nuestras células producen un montón de residuos ya que la energía se quema. Los desechos se acumulan con el tiempo y pueden interrumpir importantes procesos biológicos. “La cantidad de daño se acumula y el cuerpo es incapaz de afrontarlo”, dice Gladyshev.

Finalmente, el cuerpo se enfrenta a problemas de regeneración de órganos: cada cromosoma tiene un paquete de ADN en los extremos, llamado telómeros, que se comportan como consejos plásticos sobre cordones de zapatos que les impiden propagarse. El telomero se vuelve más corto cada vez que una célula se divide, hasta que finalmente se vuelve tan corto que la célula falla o muere. Con este resultado, nos volvemos vulnerables a diversas enfermedades.

Menagerie de Methuselah Todo apunta a una fuerza imparable que nos empuja a la muerte – pero varias líneas de evidencia sugieren que hay frenos que pueden frenar este proceso. Por ejemplo, una droga diabética común, metformina, puede frenar el envejecimiento ligeramente en ratones. Y simplemente alterar un solo gen involucrado en el metabolismo celular en los timbres puede extender su vida mucho más; y aunque es poco probable que los mismos cambios ayuden a organismos más complejos, todos estos consejos que el envejecimiento es bastante manejable. “El envejecimiento es un proceso sorprendentemente plástico que se puede controlar”, dice de Magalhaes.

Scholars como Magalhaes y Gladyshev están buscando a otros candidatos, usando Methuselahs de la vida real como sus guías (Methuselah es el personaje bíblico más largo de vida). Sólo entre los mamíferos, la esperanza de vida es muy diferente, de los arbustos que viven no más de seis meses, a las ballenas de la cabeza de arco que viven más de doscientos años. Por alguna razón, la selección natural ha empujado a ciertas criaturas a desarrollar sus propios elixirs de vida.

“Metformin extiende la vida útil de los ratones un poco, pero si miras diferentes criaturas, la capacidad de selección natural para extender la vida útil es mucho más poderosa”, dice de Magalhaes. Es probable que desarrollen otros mecanismos que perduran la vida, resistiendo el cáncer y otras enfermedades relacionadas con la edad. Cada una de ellas puede mejorar nuestra salud. O, como señala Gladyshev, “la naturaleza cambia constantemente la esperanza de vida, la única pregunta es cómo lo hace”. ¿Podemos ser guiados por esta mecánica, prolongando así la vida útil de la gente? ”

Las criaturas más interesantes están entre los centenarios especiales; especies específicas pueden sobrevivir, parece, incluso los parientes más cercanos. Y no siempre son tan majestuosos como la ballena intestinal. Con su piel arrugada y sin pelo, la rata topo desnuda no se parece nada al bebé en el cartel promoviendo un estilo de vida saludable - pero vive hasta 30 años, mucho más que los 2-3 años que los ratones ordinarios pueden permitirse. Además, la rata topo desnuda es extremadamente resistente al cáncer - miles de ratas individuales estudiadas en laboratorios no han sido diagnosticadas con un solo caso de cáncer. Incluso cuando se bañaban en carcinógenos poderosos, permanecían inmunes al cáncer.

Esto puede explicarse en parte por el hecho de que sus células dejan de crecer cuando se vuelven demasiado densas – un mecanismo que impide que los tumores se multipliquen y toma el crecimiento bajo control. Y parece provenir de una versión particularmente "heavy" de un químico conocido como ácido hialurónico. Esta molécula es parte de los bosques que rodean la jaula y puede haber estado inicialmente involucrado en el desarrollo de la elasticidad de la piel de la rata topo desnuda para hacer más fácil apretar a través de madrigueras estrechas. Hoy, parece ser parte de un sistema de señalización que impide que las células se multipliquen incontrolablemente. En otras palabras, incluso si la mutación permite formar un tumor, la hialurona detiene su desarrollo posterior.

Gladyshev también estudió el bate de Brandt, una pequeña criatura que vive más de 40 años, a pesar de pesar sobre un cubo de azúcar refinado. "Dado su tamaño, este caso es el más extremo", dice Gladyshev. Encontró mutaciones inusuales alrededor de los receptores del ratón que permiten el crecimiento hormonal y el factor de crecimiento similar a la insulina - cambios que podrían llevarnos a pensar en cómo controlar el metabolismo en los animales, limitando el daño que generalmente viene con la edad.



¿La grabadora de ballenas revelará esas pistas? El enorme tamaño de la ballena, de 20 metros de largo y hasta cien toneladas de peso, plantea algunos desafíos únicos para los biólogos como Magalhaes y Gladyshev. Por ejemplo, si sus células quemaban energía al mismo ritmo que las células del ratón, el exceso de calor herviría el agua circundante, por lo que la evolución desarrolló un metabolismo lento y baja temperatura corporal en la ballena.

Un cuerpo tan enorme también te pone en un gran riesgo de cáncer, gracias a las matemáticas simples: cuanto más células tengas, mejor será la oportunidad de desarrollar mutaciones dañinas. (De hecho, un estudio incluso encontró que las personas altas tienen más probabilidades de desarrollar cáncer que las personas cortas, por esta razón). Y el problema empeora si vives más tiempo, experimentas "más divisiones celulares, por lo que la probabilidad de cáncer aumenta mucho", dice Leonard Nunney de la Universidad de California, Riverside, que estudia la evolución del cáncer.

¿Puede alguna criatura vivir para siempre?

• La ballena intestinal puede vivir más de dos siglos, por lo que es el mamífero más antiguo. ¿Pero cómo compara esto con otros tipos de organismos? Un estudio de las semillas del pino bristle, que vive hasta 4.700 años, no reveló mutaciones celulares específicas que pudieran manifestarse con el tiempo.
• Animales coloniales como corales pueden vivir más de 4.000 años. Pero los pólipos individuales no durarán más de unos pocos años.
• El molusco de minas es considerado el animal solitario más antiguo. Este centenario oceánico tenía 507 años cuando los biólogos lo extrajeron de aguas costeras cerca de Islandia en 2006.

Sobre la base de la tasa humana de cáncer, todas las grandes ballenas deben ser estiradas con tumores antes de nacer, pero continúan viviendo. Este hecho se conoce como la paradoja de Pedro y sugiere que las ballenas, como las ratas topo desnudas, tienen trucos en sus mangas para hacer frente a mutaciones dañinas. Si los pones en el contexto de otros animales, en realidad son de larga vida. Deben tener algunos mecanismos para suprimir el crecimiento tumoral que no tenemos.



Son estos mecanismos, y mucho más, que Magalhaes está tratando de encontrar mirando al genoma de la ballena. Inicialmente experimentó con tela. Finalmente encontró un equipo que ya había establecido vínculos con cazadores Inuit. Para preservar sus tradiciones, las sociedades indígenas de todo el Ártico capturan y matan a un número limitado de ballenas intestinales cada año. Aunque inicialmente sospechaban de los extraños, los cazadores eventualmente acordaron ayudar a los científicos a tomar parte del tejido de la presa.

Incluso después de recoger el material, el grupo se enfrentó a la tarea extraordinaria de construir secuencias genéticas. Dada la gran cantidad de datos, la tarea era similar a cortar cientos o miles de copias de Moby Dicks y luego poner secuencias individuales en orden significativo.

El resultado fue una serie de hallazgos que podrían allanar el camino para la medicina futura. De particular interés, los investigadores vieron cambios en un gen llamado ERCC1. Este gen es conocido por la codificación de herramientas moleculares que pueden parchear pequeños parches de genomas dañados. Parece que una mutación de las ballenas intestinales ha ido aún más lejos y puede prevenir la acumulación de mutaciones dañinas que causan cáncer.



Los científicos también encontraron cambios en el gen PCNA, que está involucrado en la proliferación celular. codifica una proteína que actúa como una especie de pinza que conecta máquinas moleculares que hacen que el ADN se replica. Las ballenas de Groenlandia han duplicado sitios con este gen, y sus mutaciones parecen ayudar a interactuar con otras partes de la herramienta involucrada en la reparación de ADN. Los científicos hipotetizaron que este cambio podría desencadenar el crecimiento celular sin el daño que viene con años. Dada otras adaptaciones importantes, esto podría ayudar a las ballenas a reducir el estrés celular, que a su vez podría llevar a una larga vida mamífera.

Al otro lado del Atlántico, en Harvard, Gladyshev realizó recientemente su propio estudio del "transcriptome" de las ballenas intestinales; no sólo estudiando genes, sino también estudiando su actividad. Si ves que ciertos genes son particularmente activos, sabes que también pueden jugar un papel importante en el envejecimiento. El científico encontró los mismos tipos de cambios en el sistema de señalización de insulina que notó en los murciélagos de Brandt. “Quizás así sea como cambia el afinamiento metabólico de las células, de alguna manera se vuelven de larga vida.” Sin embargo, estos hallazgos requieren un análisis cuidadoso”. Los resultados conducen a un “signo de longevidad”, según el científico, y por lo tanto se puede utilizar en nuevas investigaciones.

Estos hallazgos atrajeron la atención de importantes figuras en la medicina. Francis Collins, director de los U.S. National Institutes of Health, quedó impresionado, escribiendo que el trabajo de Gladyshev nos lleva “derecha al umbral de nuevos descubrimientos sobre la vida sana y larga. ”

Más allá de este umbral, podemos descubrir muchas formas posibles de mejorar nuestro tratamiento. Gladyshev dice que podríamos ver si algún tipo de dieta o ejercicio podría ayudar a nuestros cuerpos a desarrollar una vida útil similar a la de una ballena. Por ejemplo, algunos argumentan que el ayuno, o la restricción calórica, retrasa el proceso de envejecimiento, y sería interesante comparar los cambios metabólicos para ver si se asemejan a aquellos que permiten que las ballenas vivan tanto tiempo. En este sentido, las ballenas intestinales podrían ser nuestros guías para una vida larga y feliz.



Además, estas criaturas de larga vida podrían inspirar tratamientos más radicales. El primer paso, dice de Magalhaes, será cultivar tejido humano con mutaciones vistas en las ballenas intestinales, el murciélago de Brandt y la rata topo desnuda. “Si cambiamos las proteínas humanas para parecerse a los animales, podemos ver cambios en el ADN”, dice. Y me gustaría tomar los genes de una ballena intestinal y ponerlos en ratones para ver si viven más tiempo.

Después de estos ensayos iniciales, el siguiente obstáculo será encontrar una manera de crear los mismos cambios en el cuerpo humano extremadamente complejo, tal vez con medicamentos que imitan los efectos genéticos. En algunos casos, puedes modificar genéticamente organismos como la levadura para cultivar las proteínas adecuadas en grandes vatios que se autolimpiarán para el uso humano, o encontrar medicamentos que imitan estos efectos. En el futuro, la terapia génica puede incluso permitirnos corregir el ADN de los seres humanos vivos; podríamos tomar mutaciones genéticas de las ballenas intestinales que han estado produciendo durante millones de años. Dados los recientes avances en la terapia génica, “no hay razón para pensar que esto es imposible. ”

Obviamente, todas las cosas más difíciles están por delante. Aunque estamos relativamente estrechamente relacionados en términos de evolución, lo que funciona para una ballena o una rata topo desnuda puede funcionar limitada o no en absoluto en el caso de un cuerpo humano. “Siempre puedes encontrar diferentes formas en las que diferentes organismos suprimen el cáncer, pero si serán útiles terapéuticamente, no puedes saber eso de antemano”, dice Nanni. La respuesta natural al cáncer se desarrolló a través de un “proceso feliz” en el que una decisión única surgió de las circunstancias únicas de cada organismo individual. Al hacerlo, acoge con satisfacción un nuevo enfoque para encontrar soluciones en la naturaleza. “Creo que los biólogos del cáncer están empezando a darse cuenta de que incorporar ideas evolutivas va a ser fructífero. ”

De Magalhaes y Gladyshev no albergan ilusiones sobre la complejidad del camino - pero no pierdan la esperanza. "La historia está llena de declaraciones de expertos que pensaron que algunas cosas eran imposibles y terminaron mal", dice de Magalhaes. Piense en el estado de la medicina hace 120 años, cuando algunas de las ballenas de hoy eran niños. Entonces las infecciones que amenazan la vida eran un hecho habitual. Hoy, los antibióticos se dedican a su tratamiento exitoso.

En última instancia, de Magalhaes ve el envejecimiento como la enfermedad última, una enfermedad que se puede curar por sí sola. "No sólo estamos extendiendo el período de desaceleración", dice. Queremos que los jóvenes de 70 años tengan la salud de los niños de 50 años, ese es el objetivo. Tal vez en el año 2120, vamos a mirar al pasado, maravillando los primeros pasos hacia el logro de este objetivo.

Fuente: hi-news.ru