¿Qué pueden decirnos los gusanos sobre el envejecimiento humano? Mucho más de lo que piensas; como lo ha demostrado una investigación dirigida por el Instituto Babraham pero que involucra a investigadores de múltiples disciplinas de todo el mundo. En un grupo de documentos, lo últimode los cuales se publica hoy en Fronteras en biociencias moleculares , los investigadores describen cómo un esfuerzo de colaboración ha desarrollado un modelo único acordado de flujo metabólico en un pequeño gusano llamado C. elegans y cómo los investigadores del Instituto Babraham han utilizado este modelo para comprender más sobre el vínculo entre el metabolismo y el envejecimiento.
El metabolismo alimenta la vida; convierte los alimentos en energía para los procesos celulares y garantiza un suministro de bloques de construcción para satisfacer las necesidades del organismo. Es importante destacar que el metabolismo desempeña un papel clave en la modulación de la longevidad, ya que muchos de los genes que se sabe que prolongan la vida útil lo hacenal alterar el flujo de energía y las señales en las células y los tejidos. Se demuestra esta relación por la influencia de la dieta y la restricción severa de calorías en la vida útil de muchos organismos, incluidos los humanos.
C. elegans es uno de los mejores organismos modelo para investigar el proceso de envejecimiento debido a su corta vida útil 2-3 semanas y las herramientas genéticas fácilmente disponibles. También comparte muchas de sus vías metabólicas centrales con los humanos y muchos de los jugadores genéticos claveAl determinar la vida útil de los gusanos, se ha descubierto que hacen lo mismo en los humanos.
"Una barrera importante para explotar completamente el potencial de C. elegans como herramienta de investigación fue la falta de un modelo que uniera todo lo que se sabía C. elegans metabolismo ", dice Janna Hastings, una estudiante de doctorado en el laboratorio de Casanueva en el Instituto Babraham." Para superar esto, iniciamos un esfuerzo de equipo global para conciliar información existente y conflictiva sobre vías metabólicas en C. elegans en un solo modelo acordado por la comunidad y lanzó el recurso WormJam resultante en 2017. "
Uso del laboratorio Casanueva en el Instituto Babraham C. elegans para comprender cómo cambia el metabolismo durante el curso normal del envejecimiento y cómo una variedad de intervenciones que cambian los flujos metabólicos pueden extender la duración y la calidad de vida. Los cambios físicos evidentes en los gusanos de envejecimiento apuntan hacia la pérdida de las capacidades metabólicas centrales a medida que los gusanos envejecenEl modelo metabólico desarrollado fue valioso para su investigación, pero tenía una limitación clave: reflejaba mejor lo que estaba sucediendo durante la fase de crecimiento de C.elegans, no la fase de envejecimiento.
"Uno de los desafíos clave que enfrentamos al estudiar el envejecimiento es que las herramientas de modelado disponibles están optimizadas para animales o células que están en proceso de crecimiento, lo que no está sucediendo en animales de edad avanzada", explica la Dra. Olivia Casanueva, líder del grupoen el programa de epigenética en el Instituto Babraham.
Enfrentados a este desafío, los investigadores volvieron a optimizar la herramienta de modelado utilizando datos de fuentes multi-ómicas transcriptómica y metabolómica y pudieron adaptar la herramienta para estudiar los flujos metabólicos durante el envejecimiento.
La relevancia del modelo para comprender los cambios metabólicos que ocurren durante el envejecimiento fue validada en el laboratorio mediante el estudio de los gusanos que envejecen. La investigación identificó una serie de metabolitos que cambian significativamente con la edad y revelaron una caída en la función mitocondrial con la edad.
Las mitocondrias son la fuente inagotable de producción de energía en la célula y su función decreciente en humanos mayores puede ser fundamental para el envejecimiento y muchas enfermedades relacionadas con la edad, como el Alzheimer. Los investigadores preguntaron si las nuevas herramientas optimizadas podrían predecir qué metabolitos producidos por las mitocondriaspodría ser más afectado por la edad.
"La predicción del modelo fue bastante precisa, ya que predijo que el oxaloacetato, un recurso clave para la producción de energía, se estaba volviendo limitante en los gusanos viejos", dijo el Dr. Casanueva. "Sabemos que de todos los metabolitos que se pueden complementar con elfuente de alimento para el envejecimiento de los gusanos, el oxaloacetato es el único metabolito que produce el efecto más robusto, extendiendo la vida útil hasta en un 20% ".
Entonces, ¿qué pueden decirnos los gusanos sobre el envejecimiento humano? Mucho más ahora, gracias al modelo WormJam y el desarrollo posterior para adaptarlo a los estudios de envejecimiento.
"Esta re-optimización del modelo para el envejecimiento de los animales representa un avance técnico significativo para el campo y permitirá predicciones más precisas de los flujos metabólicos durante el envejecimiento", concluye el Dr. Casanueva. "Al desarrollar nuestra comprensión del modelo experimentaldel envejecimiento, podemos obtener información valiosa sobre lo que está sucediendo en los humanos, dando un paso para lograr un envejecimiento más saludable ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Babraham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :