La esperanza de vida aumenta en ratones cuando se activan células cerebrales específicas

Las células cerebrales se comunican con el tejido adiposo para producir combustible celular y contrarrestar los efectos del envejecimiento.

En los últimos años, las investigaciones han comenzado a revelar que las líneas de comunicación entre los órganos del cuerpo son reguladores clave del envejecimiento.

Cuando estas líneas están abiertas, los órganos y sistemas del cuerpo funcionan bien juntos.

Pero con la edad, las líneas de comunicación se deterioran y los órganos no reciben los mensajes moleculares y eléctricos que necesitan para funcionar correctamente.

Un nuevo estudio de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis identifica, en ratones, una vía de comunicación crítica que conecta el cerebro y el tejido adiposo del cuerpo en un circuito de retroalimentación que parece fundamental para la producción de energía en todo el cuerpo.

La investigación sugiere que el deterioro gradual de este circuito de retroalimentación contribuye al aumento de los problemas de salud típicos del envejecimiento natural.

El estudio tiene implicaciones para el desarrollo de futuras intervenciones que podrían mantener el ciclo de retroalimentación por más tiempo y frenar los efectos del avance de la edad.

Los investigadores identificaron un conjunto específico de neuronas en el hipotálamo del cerebro que, cuando está activo, envía señales al tejido adiposo del cuerpo para liberar energía.

Utilizando métodos genéticos y moleculares, los investigadores estudiaron ratones que estaban programados para tener esta vía de comunicación constantemente abierta después de alcanzar cierta edad.

Los científicos descubrieron que estos ratones eran más activos físicamente, mostraban signos de envejecimiento retrasado y vivían más que los ratones en los que esta misma vía de comunicación se desaceleraba gradualmente como parte del envejecimiento normal.

“Demostramos una manera de retrasar el envejecimiento y extender la esperanza de vida saludable en ratones mediante la manipulación de una parte importante del cerebro“, dijo el autor principal Shin-ichiro Imai, MD, PhD, profesor distinguido de medicina ambiental Theodore y Bertha Bryan y profesor en el Departamento de Biología del Desarrollo de la Universidad de Washington.

“Mostrar este efecto en un mamífero es una contribución importante al campo.

Trabajos anteriores que demuestran una extensión de la vida de esta manera se han llevado a cabo en organismos menos complejos, como gusanos y moscas de la fruta”.

Estas neuronas específicas, en una parte del cerebro llamada hipotálamo dorsomedial, producen una proteína importante: Ppp1r17.

Cuando esta proteína está presente en el núcleo, las neuronas se activan y estimulan el sistema nervioso simpático, que gobierna la respuesta de lucha o huida del cuerpo.

La respuesta de lucha o huida es bien conocida por tener amplios efectos en todo el cuerpo, incluido un aumento del ritmo cardíaco y una digestión más lenta.

Como parte de esta respuesta, los investigadores descubrieron que las neuronas del hipotálamo desencadenan una cadena de eventos que desencadenan las neuronas que gobiernan el tejido adiposo blanco (un tipo de tejido graso) almacenado debajo de la piel y en el área abdominal.

El tejido graso activado libera ácidos grasos en el torrente sanguíneo que pueden utilizarse para impulsar la actividad física.

El tejido adiposo activado también libera otra proteína importante, una enzima llamada eNAMPT, que regresa al hipotálamo y permite que el cerebro produzca combustible para sus funciones.

Este circuito de retroalimentación es fundamental para alimentar el cuerpo y el cerebro, pero se ralentiza con el tiempo.

Con la edad, los investigadores descubrieron que la proteína Ppp1r17 tiende a abandonar el núcleo de las neuronas y, cuando eso sucede, las neuronas del hipotálamo envían señales más débiles.

Con menos uso, el cableado del sistema nervioso a lo largo del tejido adiposo blanco se retrae gradualmente y lo que alguna vez fue una densa red de nervios interconectados se vuelve escaso.

Los tejidos grasos ya no reciben tantas señales para liberar ácidos grasos y eNAMPT, lo que provoca acumulación de grasa, aumento de peso y menos energía para alimentar el cerebro y otros tejidos.

Los investigadores, incluido el primer autor Kyohei Tokizane, PhD, científico y ex investigador postdoctoral en el laboratorio de Imai, descubrieron que cuando utilizaron métodos genéticos en ratones viejos para mantener Ppp1r17 en el núcleo de las neuronas del hipotálamo, los ratones eran más físicamente activos y vivieron más que los ratones de control.

También utilizaron una técnica para activar directamente estas neuronas específicas en el hipotálamo de ratones viejos y observaron efectos antienvejecimiento similares.

En promedio, el límite superior de la vida útil de un ratón de laboratorio típico es de entre 900 y 1.000 días, o alrededor de 2,5 años.

En este estudio, todos los ratones de control que habían envejecido normalmente murieron a los 1.000 días de edad.

Aquellos que se sometieron a intervenciones para mantener el circuito de retroalimentación entre el cerebro y el tejido graso vivieron entre 60 y 70 días más que los ratones de control.

Esto se traduce en un aumento de la esperanza de vida de alrededor del 7%.

En las personas, un aumento del 7% en una esperanza de vida de 75 años se traduce en unos cinco años más.

Los ratones que recibieron las intervenciones también eran más activos y parecían más jóvenes (con pelajes más gruesos y brillantes) a edades más avanzadas, lo que sugiere también más tiempo con mejor salud.

Imai y su equipo continúan investigando formas de mantener el circuito de retroalimentación entre el hipotálamo y el tejido adiposo.

Una ruta que están estudiando implica complementar a los ratones con eNAMPT, la enzima producida por el tejido graso que regresa al cerebro y alimenta el hipotálamo, entre otros tejidos.

Cuando el tejido adiposo la libera en el torrente sanguíneo, la enzima se empaqueta dentro de compartimentos llamados vesículas extracelulares, que pueden recolectarse y aislarse de la sangre.

“Podemos imaginar una posible terapia antienvejecimiento que implique administrar eNAMPT de varias maneras”, dijo Imai.

“Ya hemos demostrado que la administración de eNAMPT en vesículas extracelulares aumenta los niveles de energía celular en el hipotálamo y prolonga la vida útil en ratones.

Esperamos continuar nuestro trabajo investigando formas de mantener este circuito de retroalimentación central entre el cerebro y los tejidos grasos del cuerpo de maneras que esperamos extiendan la salud y la esperanza de vida”.

Fuente: ScienceDirect