Febrero 27, 2020

Come menos, vive más

Los científicos de Salk muestran cómo la restricción calórica previene los efectos negativos
efectos del envejecimiento en las celulas

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Come menos, vive más

Científicos de Salk muestran cómo la restricción calórica previene los 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 alimentos. Esa es la conclusión de un nuevo estudio realizado por científicos de EE. UU. y China que proporciona el informe más detallado hasta la fecha de los efectos celulares de una dieta restringida en calorías 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 Celular de febrero 27, 2020.

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

El envejecimiento es el mayor factor de riesgo para muchas enfermedades humanas, como el cáncer, la demencia, la diabetes y el síndrome metabólico. La restricción calórica ha demostrado en modelos animales que 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 saben cómo la restricción calórica podría influir en estos cambios.

En el nuevo artículo, Belmonte y sus colaboradores, incluidos tres ex alumnos de su laboratorio Salk que ahora son profesores que dirigen sus propios programas de investigación en China, compararon ratas que comieron un 30 por ciento menos de calorías con ratas con dietas normales. Las dietas de los animales se controlaron desde los 18 meses hasta los 27 meses. (En los humanos, esto sería más o menos equivalente a alguien que sigue una dieta restringida en calorías desde los 50 hasta los 70 años).

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

La ilustración representa las formas en que la restricción calórica afecta varios aspectos de la función celular, con el resultado general de reducir la inflamación y la actividad de muchos genes relacionados con el envejecimiento.
La ilustración representa las formas en que la restricción calórica afecta varios aspectos de la función celular, con el resultado general de reducir la inflamación y la actividad de muchos genes relacionados con el envejecimiento.

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Crédito: Instituto Salk

Muchos de los cambios que ocurrieron a medida que las ratas con la dieta normal envejecían no ocurrieron en las ratas con una dieta restringida; incluso en la vejez, muchos de los tejidos y células de los animales en la 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 las ratas con una dieta normal no estaban presentes en las ratas con la dieta restringida en calorías.

"Este enfoque no solo nos dijo el efecto de la restricción calórica en estos tipos de células, sino que también proporcionó el estudio más completo y detallado de lo que sucede a nivel de una sola célula durante el envejecimiento", dice el coautor correspondiente Guang-Hui Liu, un profesor de la Academia China de Ciencias.

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

"El descubrimiento principal en el estudio actual es que el aumento de la respuesta inflamatoria durante el envejecimiento podría reprimirse sistemáticamente mediante la restricción calórica", dice el coautor Jing Qu, también profesor de la Academia de Ciencias de China.

Concepción Rodríguez Esteban y Juan Carlos Izpisua Belmonte
Desde la izquierda: Concepción Rodríguez Esteban y Juan Carlos Izpisua Belmonte.

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Crédito: Instituto Salk

Cuando los investigadores se centraron en los factores de transcripción, esencialmente interruptores maestros que pueden alterar ampliamente la actividad de muchos otros genes, que fueron alterados por la restricción calórica, uno se destacó. Los niveles del factor de transcripción Ybx1 fueron alterados por la dieta en 23 tipos de células diferentes. Los científicos creen que Ybx1 puede ser un factor de transcripción relacionado con la edad y están planeando más investigaciones sobre sus efectos.

“La gente dice que 'eres lo que comes', y estamos descubriendo que eso es cierto en muchos sentidos”, dice Concepción Rodríguez Esteban, otra de las autoras del artículo e investigadora del personal de Salk. “El estado de sus células a medida que envejece claramente depende de sus interacciones con su entorno, que incluye qué y cuánto come”.

El equipo ahora está tratando de utilizar esta información en un esfuerzo por descubrir objetivos de fármacos envejecidos e implementar estrategias para aumentar la duración de la vida y la salud.

Otros investigadores del 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 de Ciencias de China; Xiaojuan He, Wei Li, Piu Chan y Weiqi Zhang del Hospital Xuanwu Capital Medical University; 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 de Investigación y Desarrollo Clave de China, el Programa de Investigación de Prioridad Estratégica de la Academia de Ciencias de China, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Fundación de Ciencias Naturales de Beijing, la Comisión Municipal de Salud de Beijing y Planificación Familiar, 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

INFORMACIÓN DE LA PUBLICACIÓN

PERIODICO

Celular

TÍTULO

La restricción calórica reprograma el paisaje transcripcional unicelular de Rattus norvegicus Aging

AUTORES

Shuai Ma, Shuhui Sun, Lingling Geng, Moshi Song, Wei Wang, Yanxia Ye, Qianzhao Ji, Zhiran Zou, Si Wang, Xiaojuan He, Wei Li, Concepción Rodríguez Esteban, Xiao Long, Guoji Guo, Piu Chan, Qi Zhou, Juan Carlos Izpisua Belmonte, Weiqi Zhang, Jing Qu y Guang-Hui Liu

Áreas de investigación

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