JOSÉ MANUEL NIEVES - @josemnieves Ciencia
Un equipo de investigadores logra eliminar los daños celulares que se dan con la edad
Un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) y de la Universidad de California en Los Angeles (UCLA) ha logrado desarrollar una técnica que permite eliminar los daños que se van acumulando en las células con la edad. El método podría ayudar a detener, o incluso a revertir, una de las principales causas del envejecimiento.
El equipo de científicos, bajo la dirección del biólogo Nikolay Kandul, ha logrado encontrar, en efecto, una forma de eliminar las mutaciones genéticas que se acumulan en las mitocondrias, los pequeños orgánulos que se encargan de producir energía en el interior de las células. El trabajo se acaba de publicar en Nature Communications.
Cada célula contiene entre varios cientos y miles de mitocondrias, y cada una de ellas cuenta con una pequeña dotación de ADN, su genoma particular, que se conoce como ADN mitocondrial. Su misión es clara: producir la energía química que la célula necesita para sobrevivir. Sin embargo, y dado que el ADN mitocondrial dispone de una escasa capacidad de reparación, es normal encontrar, dentro de una misma célula, varias versiones "mutantes" de ese mismo ADN, una condición llamada heteroplasmia.
La mayor parte de las personas nacen ya con un cierto nivel de heteroplasmia, y los niveles de ADN mutante se van incrementando a lo largo de la vida. Pero cuando se llega a un nivel crítico de mutaciones, las células dejan de funcionar y mueren. La acumulación de estas mutaciones en el ADN mitocondrial a lo largo de los años es un factor que contribuye enormemente al envejecimiento y al desarrollo de las enfermedades degenerativas relacionadas con la edad, como el Alzheimer, el Parkinson o la pérdida de masa muscular. Los defectos heredados en el ADN mitocondrial también están relacionados con una serie de condiciones anómalas, que incluyen el autismo, que pueden afectar a los niños.
Reducir el ADN mutante
"Sabemos que el aumento de las tasas de mutación del ADN mitocondrial causan envejecimiento prematuro -afirma Bruce Hay, uno de los autores del estudio-. Esto, junto al hecho de que el ADN mutante se va acumulando en tejidos clave como las neuronas y el músculo, que van perdiendo funcionalidad a medida que envejecemos, sugiere que si pudiéramos reducir la cantidad de ADN mitocondrial mutante, podríamos reducir, o incluso revertir, aspectos importantes del proceso de envejecimiento".
Para demostrarlo, el equipo manipuló genéticamente el ADN de ejemplades de Drosophila, la mosca de la fruta, de forma que hasta el 75% del ADN mitocondrial de los músculos necesarios para el vuelo (uno de los tejidos que más energía requieren en todo el mundo animal), sufriera mutaciones al llegar a la edad adulta. Las moscas Drosophila crecen muy deprisa, y muchas de las enfermedades genéticas que sufrimos los humanos tienen su contrapartida en este pequeño insecto, lo que lo convierte en un importante modelo en el que estudiar muchas enfermedades humanas. Los investigadores decidieron centrarse en los músculos porque este tejido, con la edad, experimenta una fuerte disminución en todos los animales, incluidos los humanos, y resulta sencillo observar las consecuencias de la pérdida de su funcionalidad.
A diferencia de las mutaciones que se dan en el ADN del núcleo de las células, que pueden corregirse gracias a mecanismos naturales de reparación, las mutaciones del ADN mitocondrial no se reparan en la mayoría de las ocasiones. Sin embargo, las células sí que pueden romper y eliminar las mitocondrias que dejan de funcionar a través de un proceso llamado mitofagia, lo que supone una forma de controlar la calidad celular. Lo que no quedaba claro hasta ahora era si este proceso podía encargarse también de la eliminación selectiva del ADN mitocondrial mutante.
Los investigadores se dieron cuenta de que al aumentar artificialmente la actividad de los genes que activan la mitofagia, incluidos varios genes implicados en el desarrollo del Parkinson, la cantidad de ADN mitocondrial con mutaciones se reducía de forma dramática en las células de los músculos responsables del vuelo de las moscas. "Esa disminución -afirma Hay- eliminaría por completo cualquier defecto metabólico en estas células, restaurándolas a un estado más joven y productor de energía. Nuestros experimentos son una clara demostración de que los niveles de ADN mitocondrial mutante pueden reducirse en las células por medio de un fino ajuste en los procesos celulares normales".
"Ahora que sabemos que existe una forma de controlar la calidad del ADN mitocondrial -añade Hay- y que esa forma de control puede ser potenciada, nuestro objetivo es buscar fármacos que puedan obtener los mismos efectos que ese proceso natural. Nuestra meta es crear un futuro en el que podamos someternos periódicamente a una limpieza celular para eliminar el ADN mitocondrial dañado del cerebro, los músculos y otros tejidos. Esto nos ayudará a mantener nuestras capacidades intelectuales, la movilidad, la fuerza, y contribuirá, en general, a un envejecimiento más saludable".
