Apoyo a la interacción entre salud metabólica y envejecimiento saludable
"Fue muy emocionante para nosotros descubrir una intervención de longevidad que es eficaz en las últimas etapas de la vida"
Nuevos hallazgos sobre el papel de la ARN polimerasa I en la longevidad y la salud metabólica - la síntesis excesiva de proteínas acorta la vida - conexión entre metabolismo energético y riesgo de cáncer.
Los ribosomas, las "fábricas de traducción" de la célula, son orgánulos celulares que desempeñan un papel fundamental en la síntesis de proteínas, un proceso vital para todos los organismos vivos. Estas diminutas estructuras están formadas por ácido ribonucleico (ARN) y proteínas, y son esenciales para la supervivencia y el funcionamiento normal de la célula, ya que las proteínas que producen son necesarias para casi todos los procesos celulares, como la estructura, la función y la regulación.
La producción de ribosomas comienza cuando la ARN polimerasa I (Pol I) sintetiza el pre-ARNr, un transcrito precursor del ARN ribosómico maduro (ARNr) que más tarde formará parte del ribosoma. Anteriormente, se había demostrado que una menor actividad de Pol I está asociada a una vida más larga, pero no había una explicación precisa para ello. Un estudio publicado en "Nature Communications" demuestra ahora que la reducción de la actividad de Pol I en el nematodo Caenorhabditis elegans conduce a una mejora de la función mitocondrial y a un metabolismo más estable, lo que alarga la vida. Estos hallazgos también tienen implicaciones para el envejecimiento humano.
El estudio reunió los conocimientos sobre metabolismo celular y del organismo y envejecimiento del grupo de investigación "Tolerancia al estrés y homeostasis" de Maria Ermolaeva, del Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento - Instituto Fritz Lipmann (FLI) de Jena, y la experiencia en transcripción de Pol I y biogénesis de ribosomas del grupo de investigación "Epigenética del envejecimiento" de Holger Bierhoff, afiliado a la Universidad Friedrich Schiller de Jena y también asociado al FLI.
La biosíntesis del ARNr y la biogénesis de los ribosomas consumen conjuntamente hasta el 60% de la energía celular. En este contexto, los hallazgos del equipo de investigación apoyan la idea de que la inhibición de Pol I prolonga la esperanza de vida, la vida sana y la aptitud metabólica al reducir activamente el consumo de energía. Curiosamente, la reducción de la actividad de Pol I no sólo genera un excedente de ATP que puede ser utilizado por las vías de control de la calidad celular, sino que también provoca una reconexión metabólica para frenar el gasto de triglicéridos y la respiración mitocondrial. Dado que la respiración mitocondrial es una fuente clave de especies reactivas de oxígeno (ROS) y de daño mitocondrial durante el envejecimiento, la reducción de esta actividad confiere un efecto antienvejecimiento.
Los investigadores también modificaron genéticamente C. elegans para aumentar la actividad de Pol I. Mientras que estos animales demostraron una ventaja temprana en la aptitud física mostrando un mayor tamaño corporal y rendimiento neuromuscular, su metabolismo se deterioró más rápidamente, lo que condujo a un envejecimiento prematuro y una muerte precoz. Por último, se demostró que la capacidad de prolongar la vida de la actividad reducida de Pol I no está limitada por el envejecimiento y produce beneficios también al final de la vida. "Para nosotros fue muy emocionante descubrir una intervención para la longevidad que es eficaz en las últimas etapas de la vida, porque trabajos anteriores nuestros y de otros autores determinaron que la vejez es un factor limitante para la eficacia de intervenciones comúnmente conocidas, como la metformina y la restricción dietética", afirma Maria Ermolaeva. "También fue emocionante descubrir una intervención geroprotectora que actúa suprimiendo activamente el metabolismo energético. Los estudios sobre especies muy longevas, como la ballena de Groenlandia y la rata topo desnuda, han descubierto que la reducción del metabolismo energético es una de sus principales ventajas genéticas. Ahora hemos descubierto una intervención que puede reproducir potencialmente este rasgo positivo en humanos".
Dado que los investigadores también incluyeron células humanas en sus estudios, los hallazgos también podrían ser relevantes para el envejecimiento humano. "El envejecimiento es el principal factor de riesgo para el desarrollo del cáncer, que a su vez está casi siempre asociado a una elevada biogénesis de los ribosomas", afirma Holger Bierhoff. "Una reducción moderada de la síntesis de ARNr, especialmente en la vejez, puede ser una opción viable no sólo para mejorar la salud metabólica, sino también para reducir el riesgo de cáncer", añade. Por último, el estudio destaca que la ingesta excesiva de proteínas en la dieta -una autointervención habitual que facilita el crecimiento muscular en combinación con el ejercicio de fuerza- conlleva riesgos potenciales, porque también estimula la actividad de la Pol I. Al igual que en el caso de los nematodos que estimulan la Pol I, el consumo excesivo de alimentos y suplementos ricos en proteínas puede mejorar la forma física a corto plazo, pero acelerar el proceso de envejecimiento metabólico a largo plazo e impedir el funcionamiento de los órganos al final de la vida.
El estudio aporta datos importantes sobre los mecanismos moleculares que subyacen a la longevidad. La regulación selectiva de la actividad de Pol I podría abrir nuevas vías para el desarrollo de terapias que promuevan un envejecimiento saludable.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Samim Sharifi, Prerana Chaudhari, Asya Martirosyan, Alexander Otto Eberhardt, Finja Witt, André Gollowitzer, Lisa Lange, Yvonne Woitzat, Eberechukwu Maryann Okoli, Huahui Li, Norman Rahnis, Joanna Kirkpatrick, Oliver Werz, Alessandro Ori, Andreas Koeberle, Holger Bierhoff, Maria Ermolaeva; "Reducing the metabolic burden of rRNA synthesis promotes healthy longevity in Caenorhabditis elegans"; Nature Communications, Volume 15, 2024-2-24
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