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Estudio revela que evitar la acumulación de F-actina en el cerebro mejora la función celular y prolonga la vida saludable en moscas.
Un nuevo estudio publicado en Nature Communications muestra que cuando una proteína estructural común de las células llamada actina filamentosa, o F-actina, se acumula en el cerebro, inhibe un proceso clave que elimina componentes innecesarios o disfuncionales dentro de las células, incluidos el ADN, los lípidos, las proteínas y los orgánulos. La acumulación resultante de residuos disminuye las funciones neuronales y contribuye al deterioro cognitivo. Al ajustar algunos genes específicos en las neuronas de moscas de la fruta envejecidas, los investigadores evitaron la acumulación de F-actina, mantuvieron el reciclaje celular y prolongaron la vida saludable de las moscas aproximadamente un 30%.
La actina, una familia de proteínas que ayuda a dar forma a las células, abunda en todo el cuerpo. La F-actina forma filamentos esenciales para mantener la estructura celular y otras muchas funciones. Los investigadores, liderados por el ex investigador posdoctoral Edward (Ted) Schmid en el laboratorio de David Walker, notaron una acumulación de F-actina en los cerebros de las moscas de la fruta envejecidas y se preguntaron si esto contribuía al envejecimiento cerebral y a la pérdida general de salud del organismo.
La primera pista de una correlación fue que las moscas con una dieta restringida vivieron más tiempo y presentaron menos acumulación de F-actina en sus cerebros. La segunda pista fue que al tratar a las moscas con un medicamento conocido por prolongar la vida, llamado rapamicina, también hubo menos F-actina en los cerebros de las moscas envejecidas.
«Pero eso es correlación, no una demostración directa de que la F-actina sea perjudicial para el envejecimiento del cerebro», dijo Walker, autor principal y profesor de biología integrativa y fisiología en UCLA. «Para abordar la causalidad, recurrimos a la genética».
Debido a que el genoma de la mosca de la fruta está completamente mapeado y comprendido, el grupo pudo dirigirse en las moscas envejecidas a genes que desempeñan papeles importantes en la acumulación de filamentos de actina. Esto incluyó un gen llamado Fhos, miembro de una familia de proteínas conocidas por alargar y organizar filamentos de actina.
«Cuando redujimos la expresión de Fhos en neuronas envejecidas, se evitó la acumulación de F-actina en el cerebro», explicó Schmid, ahora investigador en el Instituto de Biociencias de Arkansas y profesor asistente en la Universidad Estatal de Arkansas. «Esto realmente nos permitió expandir nuestro estudio, ya que ahora teníamos una forma directa de enfocar la acumulación de F-actina en el cerebro y estudiar cómo afecta el proceso de envejecimiento».
Aunque la intervención genética estaba dirigida solo a las neuronas, mejoró la salud general de las moscas. Vivieron entre un 25 y 30% más, mostrando signos de mejora en la función cerebral, así como marcadores de salud mejorada en otros sistemas orgánicos. Evitar la acumulación de F-actina protegió la función cognitiva, lo cual indica que su acumulación es responsable del declive cognitivo asociado con la edad.
«Las moscas se vuelven más olvidadizas a medida que envejecen y su capacidad para aprender y recordar disminuye en la mediana edad, al igual que en las personas», comentó Walker. «Si evitamos la acumulación de F-actina, ayuda a que las moscas aprendan y recuerden cuando son mayores, lo cual nos indica que esta acumulación no es inofensiva».
Investigaciones adicionales mostraron que la F-actina interfería con el «sistema de eliminación de desechos celulares» del organismo. Las proteínas dañadas o superfluas y otros componentes dentro de una célula se descomponen en un proceso llamado «autofagia». La investigación sobre el envejecimiento ha establecido que las vías de la autofagia se vuelven menos activas con la edad, pero nadie sabía exactamente por qué.
El nuevo estudio muestra que evitar la acumulación de F-actina condujo a una autofagia mucho más activa en los cerebros de las moscas de la fruta envejecidas. Los autores encontraron que, si eliminaban la F-actina pero también desactivaban la autofagia, el envejecimiento no se ralentizaba: el mecanismo principal por el cual la F-actina impulsa el envejecimiento cerebral parece ser la interferencia con la autofagia. Los investigadores también demostraron que la interrupción de la F-actina en cerebros envejecidos puede restaurar la autofagia cerebral a niveles juveniles y revertir ciertos marcadores celulares del envejecimiento cerebral.
Estos hallazgos podrían ser una buena noticia para las moscas de la fruta envejecidas con menos F-actina en sus cerebros. Sin embargo, aún no se ha demostrado en humanos, y desarrollar intervenciones para prevenir la acumulación de F-actina podría resultar más desafiante. Aun así, el descubrimiento dirige a los investigadores en una nueva dirección prometedora para un envejecimiento más saludable en las personas.
«La mayoría de nosotros en el campo del envejecimiento nos centramos en ir más allá de la longevidad hacia lo que llamamos vida saludable», dijo Walker. «Queremos ayudar a las personas a disfrutar de buena salud y calidad de vida mientras se extiende la longevidad. Nuestro estudio mejoró la función cognitiva y del sistema digestivo, el nivel de actividad y la vida saludable general de las moscas de la fruta, lo que ofrece esperanzas sobre lo que podríamos lograr en humanos».
La investigación fue financiada por el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de los Institutos Nacionales de Salud.
Fuente y enlace a la investigaciòn:
- Edward T. Schmid, Joseph M. Schinaman, Naomi Liu-Abramowicz, Kylie S. Williams, David W. Walker. La acumulación de F-actina impulsa el envejecimiento cerebral y limita la longevidad en Drosophila. Nature Communications , 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-53389-w
https://www.bloghemia.com/2024/10/cientificos-descubren-como-evitar-el.html
