Los biomarcadores utilizados para rastrear los beneficios de las terapias antienvejecimiento pueden ser engañosos, sugiere la ‘Lifespan Machine’

Gusanos que viven en una placa de Petri en Lifespan Machine. Muchos gusanos pueden compartir una sola placa de Petri, con el escáner monitoreando a cada individuo simultáneamente. Crédito: Nicholas Stroustrup/CRG

Todos envejecemos y morimos, pero aún no sabemos por qué. La dieta, el ejercicio y el estrés afectan nuestra esperanza de vida, pero los procesos subyacentes que impulsan el envejecimiento siguen siendo un misterio. A menudo, medimos la edad contando nuestros años desde el nacimiento y, sin embargo, nuestras células no saben nada del tiempo cronológico: nuestros órganos y tejidos pueden envejecer más rápida o lentamente, independientemente de lo que esperaríamos al contar el número de órbitas que damos alrededor del sol.

Por esta razón, muchos científicos buscan desarrollar métodos para medir la “edad biológica” de nuestras células, que puede ser diferente de nuestra edad cronológica. En teoría, tales biomarcadores del envejecimiento podrían proporcionar una medida de la salud que podría revolucionar la forma en que practicamos la medicina.

Los individuos podrían usar un biomarcador de envejecimiento para realizar un seguimiento de su edad biológica a lo largo del tiempo, medir el efecto de la dieta, el ejercicio y los medicamentos y predecir sus efectos para prolongar la esperanza de vida o mejorar la calidad de vida. Los medicamentos podrían diseñarse e identificarse en función de su efecto sobre la edad biológica. En otras palabras, podríamos empezar a tratar el envejecimiento en sí.

Sin embargo, hasta la fecha no se ha validado ninguna prueba precisa y altamente predictiva para la edad biológica. En parte, esto se debe a que todavía no sabemos qué causa el envejecimiento y, por lo tanto, no podemos medirlo. El progreso definitivo en el campo requerirá la validación de biomarcadores a lo largo de la vida del paciente, una hazaña poco práctica dada la esperanza de vida humana.

Para comprender los componentes irreductibles del envejecimiento y cómo se pueden medir y probar, los investigadores recurren a animales de laboratorio. A diferencia de los humanos, el nematodo C. elegans vive un promedio de dos semanas, lo que facilita la recopilación de datos de comportamiento y vida útil que, de otro modo, requerirían siglos.






Cada gusano C. elegans individual vive en una placa de Petri bajo la atenta mirada del escáner de Lifespan Macine, que monitorea toda su vida. Al generar imágenes de los nematodos una vez por hora durante meses, el dispositivo recopila datos a una resolución y escala estadística sin precedentes. Crédito: Nicholas Stroustrup/CRG

El nematodo C. elegans comienza la edad adulta explorando vigorosamente su entorno. Con el tiempo, disminuyen la velocidad y dejan de gatear, una etapa de comportamiento conocida como cese de movimiento vigoroso (VMC). VMC es un biomarcador del envejecimiento y un indicador de la salud de los nematodos.

Los estudios de nematodos genéticamente idénticos han demostrado que es un predictor poderoso de la vida útil de un gusano, pero al mismo tiempo, las intervenciones diseñadas para alterar el envejecimiento pueden afectar de manera desproporcionada al VMC en comparación con la vida útil y viceversa. Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona buscan entender por qué sucede esto y qué significa para el proceso de envejecimiento Inhumanos.

Un equipo dirigido por el Dr. Nicholas Stroustrup, líder de grupo en el programa de investigación de Biología de Sistemas del CRG, ha desarrollado la “Máquina de vida útil”, un dispositivo que puede seguir la vida y la muerte de decenas de miles de nematodos a la vez. Los gusanos viven en una placa de Petri bajo la atenta mirada de un escáner que monitorea toda su vida. Al generar imágenes de los nematodos una vez por hora durante meses, el dispositivo recopila datos a una resolución y escala estadística sin precedentes.

Describiendo sus resultados en el diario. PLOS Biología Computacionalel equipo de investigación descubrió que los nematodos tienen al menos dos procesos de envejecimiento parcialmente independientes que tienen lugar al mismo tiempo, uno que determina el VMC y el otro determina el momento de la muerte.

Si bien ambos procesos siguen trayectorias diferentes, sus tasas se correlacionan entre sí, es decir, en los individuos en los que la VMC se produjo a una tasa acelerada, también lo hizo la hora de la muerte y viceversa. En otras palabras, el estudio reveló que cada individuo nematodo tiene al menos dos edades biológicas distintas.

Los investigadores hicieron el hallazgo mediante la construcción de una herramienta genética que les permite controlar la tasa de envejecimiento de los nematodos, eligiendo efectivamente una vida útil promedio para la población que puede oscilar entre dos semanas y unos pocos días. La herramienta funciona marcando la ARN polimerasa II, la enzima que produce el ARNm, con una molécula pequeña. Los gusanos fueron alimentados con diferentes cantidades de la hormona auxina, que controla finamente la actividad de la ARN polimerasa II, que a su vez cambia su vida útil.






C. elegans en movimiento. El nematodo comienza la edad adulta explorando vigorosamente su entorno. Con el tiempo, disminuyen la velocidad y dejan de gatear. Crédito: Nicholas Stroustrup/CRG

Los seres humanos son más grandes y, en muchos sentidos, más complejos que los nematodos, por lo que es probable que tengan un número aún mayor de edades biológicas distintas que los nematodos. En conjunto, el estudio demuestra cómo múltiples procesos de envejecimiento, en su mayoría independientes, pueden funcionar en conjunto para hacer que diferentes partes del animal envejezcan a diferentes ritmos. Los hallazgos desafían el concepto de que los animales tienen una única medida unitaria de edad biológica que puede ser indicativa de la salud general de un individuo.

Los investigadores también descubrieron que, independientemente de las mutaciones e intervenciones que alteran la vida útil, les dieron a los nematodos, la correlación estadística entre las distintas edades biológicas se mantuvo constante.

Esto sugiere la existencia de una cadena de mando invisible, o estructura jerarquica—que regula los procesos de envejecimiento del gusano, cuyos mecanismos aún están por descubrir. Esto significa que, si bien los procesos de envejecimiento pueden ser independientes, también es cierto que algunas personas “envejecen rápido” y otras “envejecen lentamente”, en el sentido de que muchos de sus procesos de envejecimiento se mueven de manera similar más rápido o más lento que sus pares.

El estudio cuestiona una suposición crucial de los biomarcadores del envejecimiento, que cuando intervenciones como el ejercicio o la dieta “rejuvenecen” un biomarcador, es una buena señal de que la biología subyacente del envejecimiento ha cambiado de manera similar.

“Nuestro modelo muestra que los biomarcadores pueden desvincularse trivialmente de los resultados porque miden un proceso de envejecimiento que no está directamente relacionado con el resultado, sino que simplemente se correlaciona con él en un sistema de procesos jerárquicos”, explica el Dr. Stroustrup. “En términos simples, el hecho de que dos partes de un individuo tiendan a correlacionarse en su edad biológica entre individuos, no significa que una sea la causa de la otra, o que es probable que involucren mecanismos de envejecimiento compartidos”.

Los hallazgos tienen implicaciones para los consumidores a los que se les ofrecen productos comerciales que evalúan su edad biológica. Las pruebas de edad biológica utilizan paneles de biomarcadores que se supone que son significativamente diversos. Estos pueden medir miles de partes diferentes de un individuo, pero todas esas partes pueden confundirse de manera idéntica.

Según el Dr. Stroustrup, la solución radica en encontrar biomarcadores que midan procesos de envejecimiento distintos e interactivos que también se correlacionen mínimamente entre sí. “Los biomarcadores utilizados para evaluar la edad biológica se pueden cambiar sin convertir un ‘envejecimiento rápido’ en un ‘envejecimiento lento’. Los investigadores deben centrarse en medir el efecto de las intervenciones en los resultados funcionales en lugar de suponer que los cambios en los biomarcadores predecirán los resultados de forma directa ”, concluye.


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Más información:
Un modelo de proceso jerárquico vincula el envejecimiento conductual y la esperanza de vida en C. elegans, Biología Computacional PLoS (2022). DOI: 10.1371/diario.pcbi.1010415

Proporcionado por el Centro de Regulación Genómica

Citación: Los biomarcadores utilizados para rastrear los beneficios de las terapias antienvejecimiento pueden ser engañosos, sugiere la ‘Lifespan Machine’ (29 de septiembre de 2022) consultado el 29 de septiembre de 2022 de https://phys.org/news/2022-09-biomarkers-track- beneficios-terapias-anti-envejecimiento.html

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