La clave para detener el envejecimiento podría estar en una lombriz

Las mitocondrias modificadas genéticamente pueden convertir la energía de la luz en energía química que las células pueden usar, lo que en última instancia prolonga la vida del gusano redondo C. elegans, según muestra un nuevo estudio publicado en la revista Nature Aging.

¿Qué es exactamente 'C. elegans'?

C. elegans es una pequeña lombriz de tierra de apenas 1 milímetro de largo y cuerpo transparente que se usa habitualmente como organismo modelo en la investigación biológica. Fue descrita por primera vez en 1877 por el biólogo británico Edwin Lankester. Tiene un sistema nervioso con solo 302 neuronas y un cerebro relativamente simple. Su genoma se ha secuenciado por completo, lo que ha proporcionado información valiosa sobre genética y biología molecular. Tiene una vida útil relativamente corta de aproximadamente 2 a 3 semanas, lo que lo convierte en un espécimen idóneo para estudiar el envejecimiento. Como se ha descubierto que muchos de los genes y vías moleculares identificados en C. elegans se conservan en otros organismos, incluidos los seres humanos, esta lombriz es importante para comprender la biología humana.

La longitud de tus genes decide cuánto tiempo vivirás

Sarah Romero

El experimento

Los investigadores buscaron saber más sobre cómo la disfunción mitocondrial afecta el envejecimiento de los gusanos redondos y si parte de esta disminución puede detenerse o revertirse. Las membranas de las mitocondrias son clave porque cuentan con numerosas funciones esenciales, como la síntesis de moléculas de energía, la señalización inmunológica y la regulación genética; todas ellas son impulsadas por el potencial de la membrana mitocondrial. En esencia, las mitocondrias son como centrales eléctricas industriales.

Por ello, modificaron genéticamente las mitocondrias de C. elegans para incluir una bomba de protones activada por luz obtenida de un hongo, un logro que el equipo describió por primera vez en un artículo de 2020 en EMBO Reports. Así, mediante la optogenética, tecnología que emplea la luz para manipular con precisión un proceso biológico dentro de una célula, pudieron aumentar el potencial de la membrana mitocondrial en las células de ejemplares de C. elegans adultos. En el estudio actual, al ser expuestas a la luz, las bombas de protones mueven iones cargados a través de la membrana, utilizando la energía de la luz para cargar las mitocondrias.

"Sabemos que la disfunción mitocondrial es una consecuencia del envejecimiento", explica Andrew Wojtovich, profesor asociado de anestesiología y medicina perioperatoria y farmacología y fisiología en el Centro Médico de la Universidad de Rochester, así como autor principal del estudio. “Este estudio encontró que simplemente aumentar el metabolismo usando mitocondrias alimentadas por luz les dio a los gusanos de laboratorio vidas más largas y saludables”, agrega.

Y así fue. Las tres cepas diferentes de gusanos utilizadas en el estudio experimentaron varios indicadores de envejecimiento asociados con la edad revertidos por el método optogenético, que también aumentó de manera reproducible la vida útil de los gusanos tratados en comparación con las lombrices de tierra de control. Este proceso, que los investigadores denominaron mitocondria-ON (mtON), aumentó el potencial de membrana y la producción de ATP, y resultó en un aumento del 30-40% en la vida útil de los gusanos.

"Estos hallazgos nos permitirán identificar nuevas formas de tratar las enfermedades relacionadas con la edad y envejecer de manera más saludable"

El poder de la optogenética

"Pudimos demostrar que aprovechar la energía de la luz para aumentar experimentalmente la membrana mitocondrial durante la edad adulta es suficiente para reducir la tasa de envejecimiento", apuntan los expertos.

Los investigadores crearon así un nuevo método para manipular y estudiar las mitocondrias en el entorno de una célula viva, lo que podría servir como una plataforma importante para estudiar las mitocondrias e identificar formas de intervenir y apoyar la función.

“Necesitamos entender más acerca de cómo se comportan realmente las mitocondrias en un animal. Primero en gusanos, como el estudio actual, pero luego en células humanas en cultivo y en roedores. De esa manera, la investigación futura estará bien informada para apuntar a los jugadores más probables en las enfermedades y el envejecimiento humanos”, concluyen los científicos.