Una investigació detecta que les cèl·lules que interpreten un excés de nutrients acceleren l’envelliment i acurten la vida

Davant d'una població que envelleix a un ritme accelerat és fonamental comprendre què passa en l'organisme amb el pas del temps, a escala molecular. Se sap que en molts processos intervé el complex de proteïnes mTOR, un agent clau en múltiples funcions de l'organisme i en especial en el metabolisme.

Un nou treball troba ara en models animals que quan l'activitat de mTOR augmenta, però només de forma moderada, l'envelliment s'avança, i la durada de la vida dels animals pot acurtar-se fins a un 20%.  Així, l’envelliment s’accelera i la vida s’acurta en animals, les cèl·lules dels quals ‘creuen’ tindre massa nutrients, a pesar de dur una dieta normal.

Atés el paper central de mTOR en el metabolisme, aquesta investigació dóna pistes per a entendre per què malalties relacionades amb l'envelliment apareixen o empitjoren en persones amb alt índex de massa corporal, un indicador relacionat amb l'obesitat i la inflamació. També aporta informació sobre per què la restricció calòrica –un tipus de dieta associada a una major longevitat en animals– pot afavorir l'envelliment saludable, ja que certs gens que s'activen en restringir la ingesta de nutrients interaccionen amb mTOR.

A més, es crea una nova eina d'investigació “per a estudiar la relació entre l'augment de nutrients i l'envelliment de diferents òrgans", assenyala l'autor principal Alejo Efeyan, cap del Grup de Metabolisme i Senyalització Cel·lular del Centre Nacional d'Investigacions Oncològiques (CNIO).

L'estudi es publica a Nature Aging. La seua primera autora és Ana Ortega-Molina, que actualment dirigeix el seu laboratori de Metabolisme en Càncer i Envelliment en el Centre de Biologia Molecular Severo Ochoa, (CBM), i hi col·laboren Rafael de Cabo, de l'Institut Nacional de l'Envelliment (NIA), a Bethesda, EUA, Consuelo Borrás i Daniel Monleón, de la Universitat de València, i María Casanova-Acebes, cap del grup Immunitat del Càncer al CNIO.

Envelliment prematur en animals que 'creuen' menjar més

L' activitat del complex de proteïnes mTOR es regula en funció de la quantitat de nutrients disponibles en la cèl·lula. Els autors i autores d'aquest estudi van idear un sistema per a enganyar mTOR, i poder així regular la seua activitat a voluntat en models animals.

L'interior de les cèl·lules és un continu anar i vindre de senyals químics, que es transmeten gràcies a les proteïnes (les cèl·lules també es comuniquen entre si, amb senyals intercel·lulars). El complex de proteïnes mTOR és un agent clau en la gran autopista de comunicació cel·lular implicada en l'aprofitament de l'energia, el metabolisme de la cèl·lula. També se sap que mTOR influeix en la longevitat, encara que encara no s'entén bé com.

Per a manipular a voluntat l'activitat de mTOR l'equip del CNIO es va centrar no en el propi mTOR, sinó en la proteïna que li ha d'enviar el senyal indicador de la quantitat de nutrients disponibles a la cèl·lula. L’equip d’investigació va modificar genèticament aquesta proteïna per aconseguir que mentira, i enviara a mTOR el senyal de que hi ha a la cèl·lula més nutrients dels que hi ha en realitat.

Així, la via de senyals químics de mTOR s'activa com si els animals estigueren menjant més, encara que en realitat la seua alimentació no varie.

Quan els animals amb aquesta proteïna, que enganya mTOR, arriben a la maduresa, el funcionament de les cèl·lules comença a fallar i es detecten símptomes característics de l'envelliment: la pell es torna més fina i apareixen danys al pàncrees, el fetge, els renyons i altres òrgans. Les cèl·lules del sistema immunitari acudeixen a reparar-los, però es veuen sobrepassades per la quantitat de dany, s'acumulen i, en lloc de reparar, desencadenen una inflamació que incrementa encara més els problemes en aquests òrgans.

El resultat d'aquest cercle viciós és que el temps de vida d'aquests animals en què mTOR treballa més del normal s'acurta en un 20%, cosa que en l'escala humana equivaldria a uns 16 anys.

En l'estudi es va buscar tallar aquest cercle bloquejant la resposta immunitària que causa la inflamació. El dany dels òrgans millorava el suficient com per a guanyar el que en humans serien uns anys de vida.

Per això l’estudi afirma que actuar sobre la inflamació crònica és "una potencial mesura terapèutica que controle el deteriorament de la salut", diu Ortega-Molina.

Resultats extrapolables a humans

El que passa en actuar sobre la informació que rep mTOR, simulant un excés de nutrients, recorda un canvi propi de l'envelliment natural. El grup del CNIO va comparar el seu model amb colònies de ratolins que envelleixen naturalment, tant pròpies com del de l'Institut Nacional de l'Envelliment (NIA).

Per exemple, l'activitat dels lisosomes, que són els orgànuls amb què la cèl·lula elimina i recicla les seues deixalles, es redueix tant en els animals naturalment anyosos com en els modificats genèticament. "Quan hi ha un excés de nutrients resulta lògic que la cèl·lula apague l'activitat recicladora dels lisosomes, perquè aquest reciclatge es posa en marxa especialment quan no hi ha nutrients", aclareix Efeyan.

Aquest descens en l'activitat dels lisosomes també ocorre en l'envelliment humà, com va verificar el grup de la Universitat de València en contrastar mostres de sang de persones joves i de persones septuagenàries. El grup de la Universitat de València porta 20 anys d'investigació dedicada a l'estudi dels processos moleculars associats a l'envelliment, amb l'objectiu de dissenyar estratègies efectives que promoguen un envelliment saludable. Consuelo Borrás i Daniel Monleón consideren que "aquest tipus d'estudis col·laboratius estableixen les bases per a una millor comprensió del paper de la nutrició en l'envelliment saludable i la seua relació amb intervencions nutricionals, com la restricció calòrica o el dejú intermitent".

Una nova ferramenta

Més enllà d'aquest treball, Efeyan considera que aquest nou model animal ofereix "un ampli terreny fèrtil per a fer-se més preguntes sobre com l'augment de nutrients, o la seua senyalització, facilita processos en els diferents òrgans que permeten entendre el seu envelliment en particular. O, per exemple, investigar la relació amb les malalties neurodegeneratives, perquè hi ha certa inflamació en el sistema nerviós central. És una eina que podrà fer servir molta més gent".