Los científicos que investigan el envejecimiento informan hoy sobre un nuevo enfoque experimental que redujo la tasa de deterioro físico y prolongó la vida de los gusanos redondos comúnmente utilizados en estudios biológicos. C. elgans.
Sus hallazgos se describen en la edición del 30 de diciembre de Nature Aging, una revista científica del grupo Springer Nature.
El autor principal es Brandon J. Berry, becario postdoctoral en el laboratorio de Matt Kaeberlein, profesor de medicina y patología de laboratorio en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington.
Los autores principales y correspondientes son Shahaf Peleg del Grupo de Epigenética, Metabolismo y Longevidad del Instituto de Biología de Animales de Granja en Dummerstorf Alemania, y Andrew P. Wojtovich del Centro Médico de la Universidad de Rochester en Nueva York.
Su equipo está interesado en descubrir formas de controlar directamente la función de las mitocondrias como parte de su trabajo sobre la longevidad. Las mitocondrias son las centrales eléctricas dentro de las células vivas. Desempeñan un papel central en la respiración celular y la producción de energía, entre sus muchas funciones críticas.
El tiempo pasa factura a las mitocondrias. También con el tiempo, la dificultad para moverse y otros signos de envejecimiento comienzan a aparecer en gusanos, personas y otros animales.
Los gusanos redondos se usan comúnmente en estudios de envejecimiento porque tienen una vida útil promedio de solo dos o tres semanas. Esto significa que los resultados de la investigación generalmente se pueden obtener rápidamente.
Los científicos de este último estudio querían aprender más sobre el papel de la disfunción mitocondrial en el envejecimiento de los gusanos redondos y si parte de este deterioro podría detenerse o revertirse.
Las mitocondrias están encerradas en una doble membrana. La capa interior está plisada como un acordeón. En estudios de modelado previos realizados por otros, se observó que el potencial de voltaje (la capacidad de mover partículas cargadas) a través de la membrana interna disminuye con la edad.
Por qué sucede esto es una pregunta importante en la investigación sobre el envejecimiento. El potencial de la membrana mitocondrial impulsa muchas de las tareas vitales de estos orgánulos celulares, incluida la producción de moléculas de energía, la señalización inmunitaria y la regulación genética.
Como señalan los investigadores en su artículo, “la disminución del potencial de la membrana mitocondrial es una explicación atractiva para las complejas disfunciones del envejecimiento. Sin embargo, no está claro si la disminución del potencial de voltaje de las mitocondrias es una causa o una consecuencia del envejecimiento celular”.
Para tratar de cumplir con el elusivo objetivo de probar la causalidad, los investigadores utilizaron una técnica llamada optogenética, que canaliza la luz para controlar con precisión un proceso biológico dentro de una célula. Pudieron aumentar específicamente el potencial de la membrana mitocondrial en las células de los gusanos redondos adultos a través de una bomba de protones activada por luz. Llamaron a esta herramienta “mitochondria-ON”.
Los gusanos redondos tienen cuerpos transparentes y todas sus células son visibles bajo un microscopio, características que también se prestan a este enfoque.
Las poblaciones de gusanos juveniles preparadas para este estudio se mantuvieron sin luz durante su desarrollo hasta el día 1 de su edad adulta. Luego fueron expuestos a las condiciones experimentales.
Al rejuvenecer el potencial de la membrana mitocondrial de los gusanos redondos con la técnica optogenética, los científicos revirtieron algunos de los signos de envejecimiento asociados con la edad en sus tres cepas diferentes y extendieron de manera reproducible la vida útil de los gusanos tratados, en comparación con los gusanos no tratados.
En los gusanos redondos, los investigadores señalaron: “Pudimos demostrar que aprovechar la energía de la luz para aumentar experimentalmente la membrana mitocondrial durante la edad adulta es suficiente por sí solo para reducir la tasa de envejecimiento”.
Los gusanos redondos, como las personas, tienden a tener más problemas para moverse a medida que envejecen. A pesar de su envejecimiento, la activación de las mitocondrias-ON mejoró la tasa de paliza de los gusanos colocados en líquido.
Esos resultados, señalaron los científicos, parecen sugerir que el declive fisiológico relacionado con la edad en los gusanos redondos podría mejorarse al revertir directamente la pérdida del potencial de voltaje mitocondrial que ocurre con el paso del tiempo.
Fuente:
Referencia de la revista:
Baya, BJ, et al. (2022) El rejuvenecimiento optogenético del potencial de la membrana mitocondrial extiende la vida útil de C. elegans. Envejecimiento de la naturaleza. doi.org/10.1038/s43587-022-00340-7.
