Larga vida en la mitocondria

Biología. Un equipo de investigadores en el Instituto Salk, en California, ha descubierto que la mitocondria celular es capaz de enviar señales globales que promueven la longevidad del organismo.

El poder de la señal de una mitocondria es mucho mayor de lo que pensábamos. Las señales creadas por este motor celular no sólo se sienten por todo el organismo sino que controlan su longevidad. Científicos en el Instituto Salk para estudios biológicos (http://www.salk.edu/) reportaron los resultados de este interesante descubrimiento que no sólo es relevante en el estudio del envejecimiento sino que abre varias puertas hacia un mejor entendimiento de la comunicación celular.

“Resulta que si desaceleramos los motores en estas diminutas factorías celulares podríamos extender la vida del animal. En el estudio mostramos cómo las señales enviadas de mitocondria estresada son comunicadas a tejidos distantes para promover la supervivencia y optimizar la longevidad del organismo”, explicó Andrew Dillin, uno de los autores del estudio.

Los resultados, nos cuentan, resultan paradójicos. Tomando en cuenta que la mitocondria es conocida por ser el departamento de energía celular, parecería contraproducente reducir su actividad para promover larga vida cuando lo ideal sería mantenerla activa y dinámica de forma constante. No obstante, investigaciones anteriores ya habían relacionado enigmáticas relaciones entre mitocondria, la generación de energía y las interacciones de longevidad que sugieren que “vivir no necesariamente requiere prosperidad a nivel subcelular”, escribieron.

El estudio se hizo en la lombriz conocida como ascarido intestinal (roundworm, en inglés) y una de las cosas más curiosas es que los investigadores no han podido identificar la señal enviada. Dillin y sus colegas han creado un factor hipotético al que han llamado “mitokina” y sugieren que una vez sea descubierto será definido como el factor mensajero de los tejidos saludables a los no saludables. El equipo espera poder utilizarlo para tratamientos contra enfermedades degenerativas.

“Imagine usted si tuviéramos la habilidad de perturbar mitocondria en el hígado y obligarlas a enviar mitokina a neuronas en estado de degeneración; en vez de intentar drogar el cerebro podríamos explotar la capacidad del cuerpo de mandar una señal natural de rescate”, explica.

Ciertamente, conocer, describir y definir el estado natural de las cosas le ha otorgado más poder a la medicina. Los químicos que componen el mundo y sus efectos en los animales son armas que todavía impulsan el desarrollo de tratamientos y medicamentos para un sinnúmero de enfermedades. De hecho, la medicina preventiva, que hoy nos ayuda a vivir más a través de un mayor conocimiento sobre cómo funciona nuestro cuerpo y cuáles son los mejores elementos para mantenerlo funcionando de forma efectiva, se deriva, precisamente de esa educación naturalista que hemos obtenido del pasado y que hemos diseccionado en el laboratorio. Hoy sabemos que si hacemos ejercicio, meditamos, hacemos yoga o escuchamos música (no todos los tipos de música tienen este efectivo poder calmante), conseguimos liberar un sinnúmero de hormonas y activar neurotransmisores que nos hacen sentir mejor y nos ayudan a ver al mundo con mayor optimismo.

No obstante, cuando prevenir no es suficiente, la medicina provee con sustancias mejoradas, diseñadas para contrarrestar un sinnúmero de condiciones que en otras circunstancias acabarían matando al animal. Otorgarle más poder a estas hipotéticas mitokinas, que son naturalmente generadas por el organismo, es precisamente a lo que se refiere Dillin y su equipo.

El uso de lombrices transgénicas

El estudio que desencadenó la publicación actual fue realizado por Dillin en el 2002. El equipo buscaba genes que incrementaran la longevidad en lombrices. “Muchos de los genes que encontramos entonces estaban relacionados con la función mitocondrial. Si los desactivabas, las lombrices vivían más; aunque el metabolismo y la respiración se reducían. De hecho, nos preguntábamos si era precisamente por eso que el animal vivía más”, explica.

Pero aunque resulte lógico que reducir los gastos de energía nos alargue la vida, el asunto no es tan simple. Los resultados publicados en el diario científico Cell describen complejos caminos moleculares que comienzan con un gen desactivado conocido como cco-1. Jenni Durieux y Suzanne Wolff, ambas investigadoras principales en el experimento, diseñaron unas lombrices transgénicas (es decir, con genes específicos modificados) donde el gen mencionado estaba desactivado. Ahora bien, este gen tiene una función muy importante en la mitocondria pues codifica una proteína esencial para unas reacciones químicas que colectivamente se conocen como “cadena de transporte de electrones” (CTE), requerida para que la mitocondria produzca energía. Y ya sabemos lo importante que es la energía para la vida, si la célula no produce energía, no hay vida.

Pero el equipo se dio cuenta de algo, el efecto producía los resultados esperados sólo si se manipulaban las señales en regiones específicas y en tiempos bien particulares en la vida del animal. “Era como si pudieras manipular la mitocondria de un humano de 30 años, podrías agregarle 15 años de vida, sin embargo, si lo haces en un individuo de 80 años, a lo mejor le agregas tres años más solamente”, explica Dillin.

La clave esté en el doblaje de proteínas

Pero el problema no es sólo el cuándo, también el dónde importa. El equipo descubrió que las lombrices que tenían el CTE dañado en el intestino o en las células nerviosas, vivían más que las lombrices normales, mientras que los gusanos con el CTE perturbado en el músculo, la piel o en la línea germinal, no. “Esto nos sugiere que existe una señal única que es transmitida desde mitocondria dañada en los nervios o en los intestinos, una señal que es además comunicada a larga distancia, y que es la que se encarga de extender la duración de la vida del animal”, explicó Dillin.

Y es aquí donde las cosas se ponen todavía un poquito más complicadas. Los investigadores intentaban comprender cómo las células responden a las señales que incrementan la longevidad y, para ello, monitorearon el plan de emergencia celular conocido como Respuesta al Despliegue de Proteínas (UPR, Unfolded Protein Response) y ahora les explico cómo funciona. Algunas veces las proteínas comienzan a acumularse excesivamente lo que inicia un proceso que las deshace, las dobla mal, y entonces las células se vuelven tóxicas. Pues bien, cuando este proceso comienza, el cuerpo moviliza al UPR que es un equipo de ayudantes que llegan para doblar bien esas proteínas acumuladas. “Imagínense un grupo de empleados en una tienda de Gap en un día ocupado que tienen que doblar la ropa que los clientes desdoblan y que se van acumulando en los estantes, pues es más o menos así la función del UPR”, explican.

Curiosamente, cuando el equipo bloqueó a estos ayudantes, descubrieron que también neutralizaban el efecto de longevidad que se produce en mitocondria intestinal o nerviosa. “Este dramático descubrimiento nos dice que es precisamente en el inicio del doblaje de proteínas, en este caso como respuesta a estrés mitocondrial lejano, la actividad que promueve la longevidad. Hemos demostrado que esto de la longevidad tiene que ver con el doblaje de proteínas y no con la función metabólica de la mitocondria, las señales pro longevidad en el estudio no son estrictamente metabólicas, hemos descubierto otras actividades críticas que son elaboradas en la mitocondria, y el doblaje de proteínas se ha convertido en el tema unificador de todos los experimentos en nuestro laboratorio”, explican los investigadores.


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