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¿Una fuente de juventud en las mitocondrias?
Poner en marcha una enzima en la central eléctrica de una célula, las mitocondrias, hace que la célula sea resistente al estrés y la muerte, según un estudio publicado hoy en la revista. Celda . Los hallazgos podrían proporcionar un nuevo conjunto de objetivos para los medicamentos para tratar las enfermedades relacionadas con el envejecimiento, como el Alzheimer y la diabetes. Los científicos dicen que la investigación también podría apuntar a la fuente tan buscada de los beneficios para prolongar la vida de la restricción calórica.
Mitocondrias jóvenes: La mitocondria, que se muestra aquí, es una estructura celular diminuta que convierte el combustible químico en energía celular. Impulsar ciertas enzimas dentro de las mitocondrias protege a la célula contra el estrés y la muerte, y puede proporcionar nuevos objetivos farmacológicos para enfermedades relacionadas con el envejecimiento.
Ahora tenemos una forma de fabricar medicamentos que pueden evitar que las células mueran y prevenir enfermedades como el Alzheimer, dice David Sinclair , biólogo de la Facultad de Medicina de Harvard, en Boston, quien dirigió el trabajo. Los hallazgos amplían el enfoque de Sirtris Pharmaceuticals , una empresa con sede en Cambridge, MA, y cofundada por Sinclair, que está desarrollando compuestos que se dirigen a las sirtuinas, una clase de enzimas previamente vinculadas a la longevidad. (Ver El entusiasta). Hasta ahora, la compañía se ha centrado en una molécula que se dirige a SIRT1, una enzima que también mejora la salud mitocondrial pero que se encuentra fuera de las mitocondrias. SIRT1 es la punta del iceberg, dice Sinclair. Otras sirtuinas también son importantes para tratar las enfermedades del envejecimiento.
Las mitocondrias son pequeñas fábricas de energía dentro de cada célula que convierten el combustible químico en energía. Un creciente cuerpo de evidencia sugiere que la función mitocondrial juega un papel vital en el envejecimiento y las dolencias relacionadas con la edad, como el Alzheimer, el Parkinson, las enfermedades cardíacas y la diabetes tipo 2. Por ejemplo, las mitocondrias en las personas mayores son menos eficientes que las de las personas más jóvenes, un cambio que puede ser la base de la resistencia a la insulina, un precursor de la diabetes.
En el estudio, Sinclair y sus colaboradores diseñaron células mediante ingeniería genética para expresar niveles más altos de una enzima mitocondrial llamada NAMPT, y luego sometieron esas células a sustancias químicas tóxicas. Descubrieron que las células con niveles más altos de enzimas estaban mejor protegidas contra estos químicos y eran más resistentes a la muerte celular. Los investigadores también encontraron que mientras las mitocondrias de las células estuvieran sanas, las células podrían permanecer vivas, independientemente del estado del resto de la célula. Eso significa que las mitocondrias son las guardianas de la supervivencia celular, dice Sinclair.
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El biólogo de Harvard David Sinclair describe su investigación y la importancia de la terapéutica relacionada con la edad.
El aumento de los niveles de la enzima NAMPT aumenta las cantidades de una sustancia química conocida como NAD, un cofactor clave en muchas reacciones metabólicas. NAD también es crucial para la función de las sirtuinas, que anteriormente se han relacionado con la longevidad. (Consulte La fuente de la salud). Los beneficios de supervivencia celular observados en el estudio actual parecen depender de dos de estas enzimas: SIRT3 y SIRT4, que podrían proporcionar nuevos objetivos para los medicamentos para prevenir las enfermedades del envejecimiento, dice Sinclair. Si puede encontrar un medicamento que active la enzima SIRT3, puede mantener vivas las células cuando, de otro modo, morirían, como en un trastorno neurodegenerativo.
Sinclair también sugiere que este mecanismo subyace a los beneficios de longevidad de la restricción calórica. Décadas de investigación han demostrado que una dieta que proporciona una nutrición adecuada pero limita severamente la ingesta calórica aumenta la longevidad en moscas, gusanos y ratones, y parece proteger contra las enfermedades del envejecimiento. Sabemos que la restricción calórica mantiene saludables las mitocondrias y creemos que hemos descubierto un mecanismo importante de cómo funciona la restricción calórica, dice Sinclair. Es emocionante porque involucra a las mitocondrias, el vértice energético de la célula.
Otros científicos están de acuerdo en que el trabajo es emocionante, pero advierten que aún no está claro qué papel juegan las enzimas en el envejecimiento o en los efectos de la restricción calórica. La gente ha argumentado que el nivel NAD es importante, pero en este punto, es uno de muchos jugadores, dice David Finkelstein , biólogo del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento.
Se necesitan estudios adicionales para evaluar verdaderamente el papel de estas enzimas, dice Matt Kaeberlein , biólogo de la Universidad de Washington. Estas enzimas podrían ser reguladores importantes de enfermedades y objetivos farmacológicos potencialmente útiles, pero necesitamos entrar en modelos animales para descubrir qué tan importantes son, dice. La mayor parte de la investigación actual se limitó a líneas celulares, pero Sinclair y sus colegas ahora están estudiando un ratón que sobreexpresa la enzima mitocondrial. Si los ratones son longevos y muestran resistencia a las enfermedades relacionadas con la edad, eso apoyará esta hipótesis, dice Kaeberlein.
El director ejecutivo y cofundador de Sirtris, Christopher Westphal, dice que la compañía, que ya está realizando ensayos clínicos de una posible molécula antidiabética que se dirige a SIRT1, está evaluando compuestos que se dirigen a varias sirtuinas. Pero Westphal no dirá si la empresa ha identificado compuestos específicos que se dirigen a SIRT3 y SIRT4. SIRT3 y SIRT4 también parecen ser interesantes para la diabetes, dice Westphal. Quizás lo tratarían de una manera diferente a SIRT1.