Come menos, vive más

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Científicos de Salk demuestran cómo la restricción calórica previene efectos negativos del envejecimiento en las células

LA JOLLA—Si desea reducir los niveles de inflamación en todo el cuerpo, retrasar la aparición de enfermedades relacionadas con la edad y vivir más tiempo, coma menos. Esa es la conclusión de un nuevo estudio realizado por científicos de Estados Unidos y China que proporciona el informe más detallado hasta la fecha de los efectos celulares de una dieta con restricción calórica en ratas. Si bien los beneficios de la restricción calórica se conocen desde hace mucho tiempo, los nuevos resultados muestran cómo esta restricción puede proteger contra el envejecimiento en las vías celulares, como se detalla en Célula el 27 de febrero de 2020.

“Ya sabíamos que la restricción calórica aumenta la esperanza de vida, pero ahora hemos demostrado todos los cambios que ocurren a nivel de una sola célula para causar eso”, dice Juan Carlos Izpisua Belmonte, coautor correspondiente del nuevo artículo, profesor del Laboratorio de Expresión Génica de Salk y titular de la Cátedra Roger Guillemin. “Esto nos da objetivos sobre los que eventualmente podríamos actuar con medicamentos para tratar el envejecimiento en humanos”.”

El envejecimiento es el factor de riesgo más alto para muchas enfermedades humanas, incluido el cáncer, la demencia, la diabetes y el síndrome metabólico. Se ha demostrado en modelos animales que la restricción calórica es una de las intervenciones más efectivas contra estas enfermedades relacionadas con la edad. Y aunque los investigadores saben que las células individuales experimentan muchos cambios a medida que un organismo envejece, no han sabido cómo la restricción calórica podría influir en estos cambios.

En el nuevo artículo, Belmonte y sus colaboradores —incluyendo tres exalumnos de su laboratorio Salk que ahora son profesores y dirigen sus propios programas de investigación en China— compararon ratas que consumieron un 30 por ciento menos de calorías con ratas que siguieron dietas normales. Las dietas de los animales fueron controladas desde los 18 hasta los 27 meses de edad. (En humanos, esto sería aproximadamente equivalente a que una persona siguiera una dieta restringida en calorías desde los 50 hasta los 70 años).

Tanto al inicio como al final de la dieta, el equipo de Belmonte aisló y analizó un total de 168 703 células de 40 tipos diferentes en las 56 ratas. Las células procedían de tejidos adiposos, hígado, riñón, aorta, piel, médula ósea, cerebro y músculo. En cada célula aislada, los investigadores utilizaron tecnología de secuenciación genética de célula única para medir los niveles de actividad de los genes. También analizaron la composición general de los tipos de células dentro de cada tejido. Luego, compararon ratones viejos y jóvenes en cada dieta.

Muchos de los cambios que ocurrieron a medida que las ratas con dieta normal envejecían no ocurrieron en las ratas con dieta restringida; incluso en la vejez, muchos de los tejidos y células de los animales con dieta se parecían mucho a los de las ratas jóvenes. En general, el 57 por ciento de los cambios relacionados con la edad en la composición celular observados en los tejidos de ratas con dieta normal no estaban presentes en las ratas con dieta restringida en calorías.

“Este enfoque no solo nos reveló el efecto de la restricción calórica en estos tipos de células, sino que también nos proporcionó el estudio más completo y detallado de lo que ocurre a nivel celular durante el envejecimiento”, afirma el coautor correspondiente Guang-Hui Liu, profesor de la Academia China de Ciencias.

Algunas de las células y genes más afectados por la dieta estaban relacionados con la inmunidad, la inflamación y el metabolismo lipídico. El número de células inmunitarias en casi todos los tejidos estudiados aumentó drásticamente a medida que las ratas del grupo de control envejecían, pero no se vio afectado por la edad en las ratas sometidas a una dieta hipocalórica. En el tejido adiposo marrón —un tipo de tejido graso—, una dieta hipocalórica revirtió los niveles de expresión de muchos genes antiinflamatorios a los observados en animales jóvenes.

“El principal hallazgo del presente estudio es que el aumento de la respuesta inflamatoria durante el envejecimiento podría reprimirse de forma sistemática mediante la restricción calórica”, afirma el coautor correspondiente Jing Qu, también profesor de la Academia China de Ciencias.

Cuando los investigadores se centraron en los factores de transcripción —que, en esencia, son interruptores maestros capaces de modificar de manera generalizada la actividad de muchos otros genes— que se veían alterados por la restricción calórica, uno de ellos destacó sobre los demás. Los niveles del factor de transcripción Ybx1 se vieron alterados por la dieta en 23 tipos de células diferentes. Los científicos creen que Ybx1 podría ser un factor de transcripción relacionado con el envejecimiento y tienen previsto seguir investigando sus efectos.

“La gente dice que ‘eres lo que comes’, y estamos comprobando que eso es cierto de muchas maneras”, dice Concepcion Rodriguez Esteban, otra de las autoras del artículo y investigadora del Salk. “El estado de tus células a medida que envejeces depende claramente de tus interacciones con el entorno, lo que incluye qué y cuánto comes”.”

El equipo ahora está intentando utilizar esta información en un esfuerzo por descubrir objetivos farmacológicos relacionados con el envejecimiento e implementar estrategias para aumentar la esperanza de vida y la salud.

Otros investigadores que participaron en el estudio fueron Shuai Ma, Shuhui Sun, Lingling Geng, Moshi Song, Wei Wang, Yanxia Ye, Qianzhao Ji, Zhiran Zou, Si Wang y Qi Zhou, de la Academia China de Ciencias; Xiaojuan He, Wei Li, Piu Chan y Weiqi Zhang, del Hospital Xuanwu de la Universidad Médica de la Capital; Xiao Long, del Hospital de la Facultad de Medicina de la Unión de Pekín; y Guoji Guo, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Zhejiang.

El trabajo y los investigadores involucrados fueron apoyados por subvenciones del Programa Nacional Clave de Investigación y Desarrollo de China, el Programa de Investigación Prioritaria Estratégica de la Academia China de Ciencias, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Fundación de Ciencias Naturales de Beijing, la Comisión Municipal de Salud y Planificación Familiar de Beijing, el Centro de Innovación Avanzada para la Protección del Cerebro Humano, el Laboratorio Estatal Clave de Biología de Membranas, la Fundación Moxie y la Fundación Glenn.

DOI: DOI: 10.1016/j.cell.2020.02.008