Descubren cómo la restricción dietética retrasa el envejecimiento cerebral y aumenta la esperanza de vida
El mecanismo ofrece posibles dianas terapéuticas para frenar el envejecimiento y las enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la edad.
Por el Buck Institute
El estudio de Ia restricción calórica y sus efectos en el envejecimiento cerebral a nivel genético ha sido llevado en moscas. Crédito: imagen conceptual generada por DALL-E 2 de Microsoft Bing.
Se sabe que la restricción calórica, esto es, la práctica de limitar la ingesta energética procedente de la dieta, mejora la salud y aumenta la esperanza de vida. Ahora bien, gran parte de cómo lo hace sigue siendo un misterio, sobre todo en lo que respecta a cómo protege el cerebro. Los científicos de Buck Institute han descubierto el papel de un gen llamado OXR1, necesario para prolongar la esperanza de vida con la restricción dietética y esencial para el envejecimiento saludable del encéfalo.
"Cuando las personas restringen la cantidad de alimentos que ingieren, normalmente piensan que esto podría afectar a su tracto digestivo o la acumulación de grasa, pero no necesariamente se plantean cómo puede afectar al cerebro", dice Kenneth Wilson, primer autor del estudio, que ha sido publicado en Nature Communications. Y añade: "Resulta que se trata de un gen importante para el cerebro".
Wilson y sus colegas han descrito, además, un mecanismo celular detallado de cómo la restricción dietética puede retrasar el envejecimiento y ralentizar la progresión de enfermedades neurodegenerativas. El trabajo, realizado en moscas de la fruta y células humanas, también identifica posibles dianas terapéuticas para retrasar el envejecimiento y las dolencias neurodegenerativas relacionadas con la edad.
“Hemos hallado una respuesta específica de las neuronas que media en la neuroprotección de la restricción dietética", afirma el doctor Pankaj Kapahi, profesor del Buck Institute y coautor principal del estudio. Y continúa: "Estrategias como el ayuno intermitente o la restricción calórica, que limitan la ingesta de nutrientes, pueden aumentar los niveles de este gen para mediar en sus efectos protectores".
"El gen es un importante factor de resiliencia cerebral que lo protege contra el envejecimiento y las enfermedades neurológicas", afirma la profesora de Buck Lisa Ellerby, coautora principal del estudio.
Comprender la variabilidad de la respuesta a la restricción dietética.
Los miembros del equipo ya han identificado mecanismos asociados a la restricción dietética que mejoran la esperanza de vida y prolongan el buen estado de salud, pero hay tanta variabilidad en la respuesta a la reducción de calorías entre individuos y tejidos diferentes del organismo que está claro que aún quedan muchos procesos en juego por descubrir. Este proyecto se inició para entender por qué personas distintas responden a las dietas de maneras diferentes.
El equipo comenzó analizando unas doscientos linajes de moscas con diferentes antecedentes genéticos. Los dípteros se criaron con dos dietas diferentes: una alimentación normal y un menú bajo en calorías (este era un 10% menos calórico que el normal). Los investigadores identificaron cinco genes que presentaban variantes específicas que afectaban significativamente a la longevidad bajo restricción dietética. De ellos, dos tenían homólogos en el ADN humano.
Imagen conceptual generada por LiemWire.
Los investigadores eligieron un gen para examinarlo a fondo: el llamado mostaza (mtd) en la mosca de la fruta; y el resistencia a la oxidación 1 (OXR1), en humanos y ratones. El gen protege a las células del daño oxidativo, pero el mecanismo de su funcionamiento no estaba claro. La pérdida del gen OXR1 en humanos provoca graves defectos neurológicos y muerte prematura. En ratones, un exceso del gen OXR1 mejora la supervivencia en un modelo de esclerosis lateral amiotrófica (ELA).
El vínculo entre envejecimiento cerebral, neurodegeneración y esperanza de vida.
Para averiguar cómo un gen activo en las neuronas afecta a la esperanza de vida en general, el equipo realizó una serie de pruebas en profundidad. Descubrieron que el OXR1 afecta a un complejo llamado retromer, que es un conjunto de proteínas necesarias para reciclar proteínas y lípidos celulares. "El retromer es un mecanismo importante en las neuronas, porque determina el destino de todas las proteínas que entran en la célula", afirma Wilson. La disfunción del retromer se ha asociado a enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la edad que se protegen mediante la restricción dietética, en concreto, las enfermedades de Alzheimer y Parkinson.
En conjunto, los resultados del estudio cuentan la historia de cómo la restricción dietética retrasa el envejecimiento cerebral por la acción del gen mtd/OXR1 en el mantenimiento del retromer. "Este trabajo demuestra que la vía del retromer, implicada en la reutilización de proteínas celulares, desempeña un papel clave en la protección de las neuronas cuando los nutrientes son limitados", afirma Kapahi. Su equipo descubrió que el mtd/OXR1 preserva la función del retromer y que, además, es necesario para la función neuronal, el envejecimiento sano del cerebro y la prolongación de la vida útil observada con la restricción dietética.
"La dieta influye en este gen. Al comer menos, se potencia este mecanismo de clasificación de proteínas en las células, ya que estas aumentan la expresión de l gen OXR1", explica Wilson.
El equipo también descubrió que potenciar la expresión del gen mtd en las moscas se traducía que estas vivían durante más tiempo, lo que llevó a los investigadores a especular con la posibilidad de que en humanos la expresión excesiva del gen OXR1 ayude a alargar la vida. "Nuestro próximo paso es identificar compuestos específicos que aumenten los niveles de OXR1 durante el envejecimiento para retrasar el envejecimiento cerebral", afirma Ellerby.
"Esperamos que esto nos permita hacernos una idea más clara de por qué se degenera nuestro cerebro", añade Wilson.
Información facilitada por el Buck Institute - Traducción: RexMolón Producciones
Fuente: Wilson, K.A., Bar, S., Dammer, E.B. et al. OXR1 maintains the retromer to delay brain aging under dietary restriction. Nature Communications (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-023-44343-3
