El intestino de la mosca de la fruta puede guardar el secreto de la fuente de la juventud

El intestino de la mosca de la fruta puede guardar el secreto de la fuente de la juventud

Las moscas de la fruta de larga vida ofrecen a los científicos de Salk pistas para retrasar el envejecimiento humano y combatir las enfermedades

LA JOLLA, CA—Una de las pocas formas confiables de prolongar la vida útil de un organismo, ya sea una mosca de la fruta o un ratón, es restringir la ingesta de calorías. Ahora, un nuevo estudio en moscas de la fruta está ayudando a explicar por qué tales dietas mínimas están relacionadas con la longevidad y ofrece pistas sobre los efectos del envejecimiento en el comportamiento de las células madre.

Los científicos del Instituto Salk de Estudios Biológicos y sus colaboradores descubrieron que modificar un gen conocido como PGC-1, que también se encuentra en el ADN humano, en las células madre intestinales de las moscas de la fruta retrasó el envejecimiento de su intestino y prolongó su vida útil tanto como tanto como el 50 por ciento.

“Las moscas de la fruta y los humanos tienen mucho más en común de lo que la mayoría de la gente piensa”, dice leanne jones, profesor asociado en Salk's Laboratorio de Genética y un científico líder en el proyecto. "Hay una gran similitud entre el intestino delgado humano y el intestino de la mosca de la fruta".

Los hallazgos del estudio, que fue una colaboración entre investigadores del Instituto Salk de Estudios Biológicos y la Universidad de California, Los Ángeles, se publicaron en línea en El metabolismo celular.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que la restricción calórica, la práctica de limitar la ingesta diaria de alimentos, puede extender la vida saludable de una variedad de animales. En algunos estudios, los animales con dietas restringidas vivieron en promedio más del doble que aquellos con dietas no restringidas.

Si bien se sabe poco sobre los mecanismos biológicos que subyacen a este fenómeno, los estudios han demostrado que las células de los animales con restricción calórica tienen un mayor número de estructuras generadoras de energía conocidas como mitocondrias. En mamíferos y moscas, el gen PCG-1 regula el número de estas plantas de energía celular, que convierten los azúcares y las grasas de los alimentos en energía para las funciones celulares.

En moscas de la fruta jóvenes (izquierda), los tejidos intestinales están muy organizados, como lo demuestra la distribución uniforme de diferentes tipos de células, cada una representada por un color diferente. A medida que las moscas envejecen, este orden se descompone debido a la actividad no regulada de las células madre y la incapacidad de formar células con funciones especializadas. Los científicos de Salk y sus colaboradores descubrieron que la activación de la versión de la mosca de la fruta del gen PCG-1 retrasó este proceso de envejecimiento, al mismo tiempo que prolongó la vida útil.

Imagen: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

Esta cadena de conexiones entre las mitocondrias y la longevidad inspiró a Jones y su colega a investigar qué sucede cuando el gen PCG-1 es forzado a funcionar a toda marcha. Para ello, utilizaron técnicas de ingeniería genética para potenciar la actividad del equivalente de la mosca de la fruta al gen PCG-1. Las moscas (conocidas como Drosophila melanogaster) tienen una vida útil corta, lo que permite a los científicos estudiar el envejecimiento y la longevidad de maneras que no son tan factibles en organismos de vida más larga, como ratones o humanos.

Los investigadores descubrieron que aumentar la actividad de dPGC-1, la versión del gen de la mosca de la fruta, dio como resultado un mayor número de mitocondrias y una mayor producción de energía en las moscas, el mismo fenómeno que se observa en los organismos con dietas restringidas en calorías. Cuando la actividad del gen se aceleró en las células madre y progenitoras del intestino, que sirven para reponer los tejidos intestinales, estos cambios celulares se corresponden con una mejor salud y una vida más larga. Las moscas vivieron entre un 20 y un 50 por ciento más, según el método y la medida en que se alteró la actividad del gen.

“Sus intestinos eran hermosos”, dice Christopher L. Koehler, estudiante de doctorado en la Universidad de California en San Diego, quien realiza investigaciones en el laboratorio de Jones. “Las moscas con la actividad genética modificada eran mucho más activas y robustas que las otras moscas”.

Parte de la razón de esto podría ser que potenciar la versión de mosca de la fruta de PCG-1 estimula las células madre que reponen los tejidos intestinales, manteniendo los intestinos de las moscas más saludables. Los hallazgos sugieren que la versión de mosca de la fruta de PCG-1 puede actuar como un dial biológico para ralentizar el proceso de envejecimiento y podría servir como objetivo para medicamentos u otras terapias para frenar el envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad.

“Retardar el envejecimiento de un solo órgano importante, en este caso el intestino, podría tener un efecto dramático en la salud general y la longevidad”, dice Jones. “En una enfermedad que afecta a múltiples tejidos, por ejemplo, podría concentrarse en mantener un órgano saludable y, para hacerlo, podría utilizar PGC-1”.

Los investigadores de Salk recibieron el apoyo de la Fundación Esmeralda, la Fundación benéfica G. Harold y Leila Y. Mathers, el Asociación Americana de Cáncer, el Instituto de California para la medicina regenerativa y del Los Institutos Nacionales de Salud.

Sobre el Instituto Salk de Estudios Biológicos:
El Instituto Salk de Estudios Biológicos es una de las instituciones de investigación básica más importantes del mundo, donde profesores de renombre internacional investigan cuestiones fundamentales de las ciencias de la vida en un entorno único, colaborativo y creativo. Centrados tanto en el descubrimiento como en la orientación de futuras generaciones de investigadores, los científicos de Salk realizan contribuciones innovadoras a nuestra comprensión del cáncer, el envejecimiento, el Alzheimer, la diabetes y las enfermedades infecciosas mediante el estudio de la neurociencia, la genética, la biología celular y vegetal y disciplinas relacionadas.

Los logros de la facultad han sido reconocidos con numerosos honores, incluidos premios Nobel y membresías en la Academia Nacional de Ciencias. Fundado en 1960 por el pionero de la vacuna contra la polio Jonas Salk, MD, el Instituto es una organización independiente sin fines de lucro y un hito arquitectónico.