La 'máquina de la longevidad': el experimento que revela nuevas claves del envejecimiento

Es muy fácil saber nuestra edad o la de cualquier ser vivo, basta contar el tiempo que ha pasado desde el nacimiento. Sin embargo, los científicos dudan cada vez más de que ese dato se corresponda con el verdadero estado de nuestras células. No solo se trata de que una persona aparente ser más joven o más vieja de lo que indica su DNI, sino que realmente la 'edad biológica' de sus tejidos es, hasta cierto punto, independiente de las fechas. Además, aunque factores como la dieta y el ejercicio influyen en la esperanza de vida, los procesos que impulsan el envejecimiento siguen siendo un misterio.

¿Cómo medir esa edad biológica de los seres vivos? Hasta ahora, no existe ninguna prueba que lo haya conseguido. De hecho, harían falta biomarcadores que, en teoría, también mostrarían cuál es el estado general de salud de una persona e incluso podrían servir para medir si cambiar la alimentación y el estilo de vida o tomar ciertos fármacos tiene efectos positivos, retrasando el proceso de envejecimiento. De alguna manera, encontrar esos indicadores permitiría prevenir y tratar la vejez en sí misma. El problema es que ni siquiera sabemos qué causa ese deterioro con el paso de los años, así que ¿conseguiremos detenerlo alguna vez?

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Un proyecto de investigación del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona ofrece ahora nuevas claves. En los últimos años, un equipo dirigido por Nicholas Stroustrup ha diseñado un dispositivo denominado 'lifespan machine' o 'máquina de la longevidad' y la revista 'PLOS Computational Biology' acaba de publicar los resultados. La idea era monitorizar la vida y la muerte de decenas de miles de gusanos de la especie Caenorhabditis elegans a la vez. Este pequeño organismo de apenas un milímetro es uno de los modelos más importantes que tiene la ciencia básica para el estudio de procesos biológicos que se han ido conservando en todas las especies animales a pesar de la evolución.

Los nematodos, colocados en una placa de Petri, han sido vigilados por un escáner durante toda su vida (la ventaja es que solo viven dos semanas). El estudio consistió en generar imágenes una vez cada hora durante meses, de manera que el dispositivo recopiló datos con una resolución estadística sin precedentes. Al analizar toda esta información, los investigadores han llegado a la conclusión de que C. elegans tiene al menos dos procesos de envejecimiento parcialmente independientes, es decir, dos edades biológicas distintas.

Uno de estos procesos determina una etapa de comportamiento que ya era conocida anteriormente, denominada 'cese del movimiento vigoroso' (los científicos la conocen como VMC, por sus siglas en inglés). Al llegar a la edad adulta, estos gusanos exploran su entorno de forma muy vigorosa, de ahí ese nombre, pero esa actividad desaparece en un momento dado que se considera marcador de su envejecimiento. El otro proceso determina la muerte del C. elegans. Los científicos del CRG han visto que las dos formas de envejecimiento son distintas, pero que están relacionadas de alguna manera. Es decir, que cuando el VMC se acelera, también lo hace la hora de la muerte y viceversa. Eso significa que, aunque cada individuo tenga edades biológicas distintas, existe una jerarquía 'invisible' que estaría regulando el envejecimiento en su conjunto.

¿Qué han hecho exactamente para llegar a estas conclusiones? Stroustrup y su grupo han usado una herramienta genética que funciona marcando el ARN polimerasa II, la enzima que produce el ARN mensajero, con una molécula pequeña. Los investigadores alimentaron a los gusanos con diferentes cantidades de la hormona auxina, que controla con precisión la actividad del ARN polimerasa II. Así, al modular la actividad de la enzima, controlaron la longevidad de los nematodos, haciendo posible que oscilara entre las dos semanas (su esperanza de vida media) y unos pocos días. Uno de los aspectos más interesantes del estudio es que, al margen de que estas intervenciones alterasen la longevidad de C. elegans, la correlación entre las edades biológicas se mantenía constante. Es decir, que debe existir alguna estructura, aún no descubierta, que liga los procesos de envejecimiento.

La gran pregunta es hasta qué punto podemos trasladar estas conclusiones al ser humano. Dado que los gusanos tienen al menos dos edades biológicas, los expertos del CRG de Barcelona creen que lo más probable es que las personas tengan muchas más, porque su organismo es mucho más complejo. Así, si los procesos de envejecimiento funcionan en conjunto, pero son independientes, es posible que diferentes partes del cuerpo humano o de otros animales envejezcan a distintos ritmos, lo cual tiene muchas implicaciones para el cuidado de la salud.

Los gusanos C. elegans comparten con nosotros "genes conservados evolutivamente, tipos de células y tipos de tejidos", explica Stroustrup a Teknautas, “y también son similares en la forma en que envejecen”, porque “pierden gradualmente el tono y la función muscular”. Para el experto, su trabajo evidencia que las intervenciones que alargan la vida no actúan necesariamente de manera proporcional sobre “la vida útil”. Es decir, que “si mutas un gen que otorga una larga vida, no necesariamente te ofrece una cantidad proporcional de vigor juvenil”.

Un estudio que cuestiona el poder de los biomarcadores

A pesar de que esta investigación analiza aspectos biológicos muy básicos, podría tener una clara aplicación para la salud. Hasta ahora, los expertos han dado por supuesto que cuando una intervención en la dieta o el ejercicio mejora algún tipo de biomarcador en los pacientes, el beneficio sería general. Es decir, que si algún cambio en nuestro estilo de vida nos 'rejuvenece', estaríamos ante una señal de que ha cambiado toda la biología subyacente. Sin embargo, este estudio sugiere que esto no es así. “Aunque dos partes de un individuo tiendan a correlacionarse con su edad biológica, no quiere decir que compartan los mecanismos de envejecimiento”, advierte. Esto implica que los cambios en los biomarcadores “no siempre van a predecir resultados de forma directa”, según el investigador.

A pesar de la falta de evidencias sólidas, existen productos comerciales que pretenden calcular la edad biológica usando biomarcadores concretos. “Creo que nuestro estudio es una advertencia contra muchas suposiciones simples”, destaca el científico del CRG. En realidad, medir los efectos de ciertas intervenciones o tratamientos sobre el envejecimiento implica esperar años o décadas para poder hacer una “validación funcional” que, de momento, no se puede sustituir por nada. No obstante, sí que podrían buscarse nuevos biomarcadores que midan procesos de envejecimiento distintos e interactivos.

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En general, los mecanismos del envejecimiento están siendo objeto de estudio desde hace décadas. Aspectos como el estrés oxidativo o el daño al ADN han estado en el punto de mira. “Mi hipótesis sería que los mecanismos que median en la estructura jerárquica del proceso se encuentran entre los ya descubiertos”, comenta el investigador. “Ya sabemos algo sobre las razones mecánicas por las que las moléculas, las células y los órganos fallan con la edad y nuestro trabajo describe en parte las consecuencias de dicho fracaso”, añade.

El reto ahora es “entender mejor cómo pueden coexistir múltiples procesos de envejecimiento dentro de un solo individuo, y cómo esos procesos pueden acoplarse entre sí”. El problema es muy difícil de abordar, reconoce, ya que los procesos de envejecimiento “no son objetos físicos que uno pueda medir directamente, hay que estudiarlos a partir de su influencia a lo largo del tiempo en grupos de genes, células y órganos”, pero los miembros de su laboratorio están convencidos de que pueden hacer muchos progresos. Una de las ventajas es que la tecnología de secuenciación ha progresado hasta el punto de que permite estudiar cómo cambia cada gen de un individuo con la edad, lo que puede ofrecer muchos resultados en los próximos años.