Para comprender el vínculo entre el envejecimiento y los trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Alzheimer, los científicos del NIH compararon los relojes genéticos que funcionan durante la vida de las moscas normales y mutantes. Descubrieron que la alteración de la actividad de un gen llamado Cdk5 parecía hacer que los relojes funcionaranmás rápido de lo normal, y las moscas mayores que su edad cronológica. Esto causó que las moscas tengan problemas para caminar o volar más tarde en la vida, mostrar signos de neurodegeneración y morir antes.
"Tratamos de desenredar el gran papel que parece jugar el envejecimiento en algunos de los trastornos neurológicos más devastadores", dijo Edward Giniger, Ph.D., investigador principal del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares del NIH y autor principal deel estudio publicado en Modelos y mecanismos de enfermedades . "Nuestros resultados sugieren que los trastornos neurodegenerativos pueden acelerar el proceso de envejecimiento".
En promedio, las moscas normales en este estudio vivieron durante 47 días. Para crear un reloj genético, el equipo del Dr. Giniger midió los niveles de cada gen codificado en las moléculas de ARN mensajero de las células de las cabezas y los cuerpos de las moscas a las 3, 10, 30 y 45 días después del nacimiento. Esto permitió a los investigadores utilizar técnicas de análisis avanzadas para buscar los genes que parecían ser sensibles al envejecimiento y crear una curva estándar, o línea de tiempo, que describiera la forma en que cambiaron.
Cuando realizaron los mismos experimentos con moscas mutantes de 10 días de edad y compararon los resultados con la curva estándar, descubrieron que las moscas eran "mayores" que su edad cronológica. La alteración de la actividad de Cdk5 hizo que los cerebros de las moscas parecieran genéticamentetener unos 15 días y sus cuerpos tener unos 20 días.
Los estudios preclínicos sugieren que Cdk5 es un gen que es importante para el cableado normal del cerebro durante el desarrollo temprano y puede estar involucrado en algunos trastornos neurodegenerativos, como ELA, enfermedad de Parkinson y Alzheimer. En este estudio, el equipo del Dr. Giniger descubrió queeliminar o aumentar la actividad de Cdk5 más allá de los niveles normales acortó la vida de las moscas a aproximadamente 30 días. Después de 10 días de edad, las manipulaciones redujeron la distancia que las moscas podían subir por los tubos y las alteraciones causaron que las moscas más viejas tuvieran signos de neurodegeneración, incluso más deniveles normales de muerte y degradación de las células cerebrales.
Más análisis mostraron que la alteración de la actividad de Cdk5 cambió el nivel de varios grupos de genes que también se vieron afectados por el envejecimiento, incluidos los que controlan la inmunidad, la energía y la actividad antioxidante.
Para explorar más esta idea, los investigadores probaron la fuerza de las defensas antioxidantes de las moscas contra las versiones tóxicas de varios químicos que se encuentran en las células llamadas radicales libres de oxígeno. Los experimentos iniciales mostraron que el envejecimiento reduce estas defensas en las moscas normales. Tres días de edadlas moscas sanas vivieron durante aproximadamente 100 horas después de la exposición a los radicales libres, y ese tiempo disminuyó con la edad. En contraste, las defensas de las moscas mutantes Cdk5 fueron aún más débiles ya que murieron antes que las moscas de control en todas las edades.
"Nuestros resultados sugieren que el envejecimiento no solo predispone a un individuo a la degeneración, como pensamos. La aceleración del envejecimiento en realidad puede ser parte del mecanismo por el cual la enfermedad degenerativa interrumpe la estructura y la función del cerebro", dijo el Dr. Giniger."Esperamos que nuestro enfoque ayude a los investigadores a desenredar los misterios detrás de varios trastornos neurodegenerativos".
Su equipo planea continuar investigando el papel del envejecimiento en el proceso de neurodegeneración.
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Materiales proporcionado por NIH / Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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