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Artículo.

  • Balam Benítez-Mata

¿La fuente de la juventud?

¿Acaso se puede evitar el envejecimiento, qué hay de revertirlo? Todos hemos escuchado, leído o por lo menos visto en medios audiovisuales la famosa historia de la fuente de la juventud y en distintas versiones. Indiana Jones fue en busca de ella en forma del Santo Grial en Indiana Jones y la última cruzada, y Milo Thatch, en Atlantis: El imperio perdido, en donde la encuentra en forma de un cristal que además, proveía de otros poderes a los pobladores de Atlantis.


Sin embargo, no es necesario buscar ninguno de estos objetos para acercarnos a lo que podría ser una alternativa para retrasar o incluso revertir los efectos del envejecimiento o enfermedades neurodegenerativas. Tan simple como la exposición a un aminoácido, una molécula que sirve como un bloque de LEGOS para construir estructuras más grandes y complejas dentro de las células, podría ser la respuesta a este tema tan interesante.


Un estudio realizado por el Laboratorio del Dr. Gregory Brewer en la Universidad de California Irvine, mostró que es posible revertir los efectos que el envejecimiento tiene sobre el metabolismo de neuronas. Al suministrar un aminoácido que se sabe puede modular indirectamente el metabolismo celular. Este estudio se realizó en células extraídas de ratones jóvenes y viejos de edad, así como de ratones expresando la enfermedad de Alzheimer, una enfermedad neurodegenerativa que afecta la memoria, motricidad y comportamiento de adultos mayores.


Microscopio confocal para observar fluorescencia en células. A) Ejemplo de células expresando una proteína fluorescente verde (GFP), este color es observado después de excitar/enfocar con un láser a las células que contienen la proteína. B) Imagen frontal y C) lateral de un microscopio confocal Zeiss LSM710 en el Laboratory for Fluorescence Dynamics, las células que se pretenden observar son colocadas dentro de la caja transparente en el microscopio que funciona como una incubadora para mantener en condiciones apropiadas a las células.
Microscopio confocal para observar fluorescencia en células.

A) Ejemplo de células expresando una proteína fluorescente verde (GFP), este color es observado después de excitar/enfocar con un láser a las células que contienen la proteína. B) Imagen frontal y C) lateral de un microscopio confocal Zeiss LSM710 en el Laboratory for Fluorescence Dynamics. Las células que se pretenden observar son colocadas dentro de la caja transparente en el microscopio que funciona como una incubadora para mantener en condiciones apropiadas a las células.


¿Cómo es que lo han hecho?


Han logrado revertir los déficits de energía que se observan en neuronas de ratones viejos al exponerlas a diferentes concentraciones del aminoácido Cisteína (Cys) y a su forma oxidada Cistina (CySS) a las neuronas en cultivo. Un déficit de energía significa que la célula no cuenta con suficiente ATP (Adenosin Trifosfato) para sobrevivir. Recordemos que el ATP es la moneda de la célula para realizar diversas acciones, y funciona como créditos que gastan a la hora de realizar actividades. Un déficit implica pocos créditos disponibles para gastar.

Básicamente, se añadieron excesos de Cys o CySS al medio de cultivo, alimento líquido para células, en el que las neuronas se encuentran en cultivo, y de donde estas obtienen los nutrientes para sobrevivir. De esta forma las neuronas estaban expuestas a ambas moléculas, permitiéndoles hacer uso de ellas para manipular los niveles internos de energía.


Pero ¿Y cómo es que miden la energía en una célula?


Esta es una muy buena pregunta, existen distintas formas de medir la energía dentro de las células, la más común y probablemente la más famosa es en forma de ATP, pero para medir esta molécula es necesario realizar experimentos bioquímicos algo complejos.

En lugar de medir ATP, se puede medir un biomarcador que nos indica el tipo de metabolismo el que la célula está usando, este biomarcador es el NADH (Nicotinamida adenina dinucleótido), molécula esencial para la producción de ATP en las células. Es decir, el NADH es un indicador indirecto del abastecimiento de ATP, energía, en las células.


Lo más sorprendente de esta molécula es que es auto-fluorescente. Esto significa que tiene la capacidad de emitir fotones o luz a cierta longitud de onda cuando es estimulada por un láser. Esto nos da la ventaja de poder “ver” y medir el NADH a través de un microscopio de fluorescencia en neuronas, ¡increíble!, ¿no lo crees?


Células observadas bajo un microscopio confocal de fluorescencia.

A) Imagen de células obtenidas en modo transmisión, así es como las células se observan en el microscopio al mirarlas de cerca. B) Las mismas células de la izquierda ahora se observan después de haber usado un láser para registrar la cantidad de fotones (intensidad) emitidos por el NADH, el biomarcador para metabolismo en células. Baja y alta intensidad significan pocos y muchos fotones de NADH registrados en el microscopio.


Regresando al tema, entonces ¿Se puede revertir el envejecimiento?


En pocas palabras, sí pero no, en este estudio se logró revertir el metabolismo de neuronas de ratones viejos a niveles similares a los de neuronas de ratones jóvenes. Esto no significa que otras características del envejecimiento se reviertan o eviten, más bien, que las células viejas mantienen una actividad metabólica y producción de energía muy similar a la de células jóvenes, permitiéndoles realizar sus funciones básicas de forma normal como si no hubieran envejecido.


Pero ¿por qué es importante este estudio?


Uno de los efectos en la mayoría de las enfermedades neurodegenerativas, así como del envejecimiento, es un cambio en el metabolismo de las células. Dicho cambio conlleva a una menor producción de energía, lo que también se conoce como un déficit bioenergético. Es decir se usa más energía de la que se produce, y en el peor de los escenarios se llega a la muerte celular en el tejido afectado.


Este es un fenómeno que se observa en las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, Huntington, Parkinson, entre otras, donde el paciente presenta pérdida de memoria, dificultad de control motriz, cambios de personalidad y aumento en tamaño de los ventrículos cerebrales (resultado de la muerte de células en el tejido nervioso).


Este estudio es un paso adelante en el desarrollo de terapias no basadas en fármacos para el tratamiento de desórdenes cerebrales como el envejecimiento y enfermedades neurodegenerativas, ¿te imaginas poder curar o retrasar enfermedades con solo manipular el metabolismo de las células?


Balam Benítez-Mata

abbenite@uci.edu

@balam_doing_science


Imágenes de microscopía son propiedad del autor.