Tendencias21

La epigenética es lo que nos hace viejos, y no las mutaciones del ADN mitocondrial

Investigadores japoneses han comprobado que la epigenética es la responsable del deterioro asociado con la edad que hasta ahora se relacionaba con mutaciones en el ADN mitocondrial. Para ello, reprogramaron fibroblastos de personas mayores a estado de células madre embrionarias, y los devolvieron a su estado de fibroblastos. Por el camino los cambios epigenéticos se habían perdido, por lo que las células ‘rejuvenecieron’.

La epigenética es lo que nos hace viejos, y no las mutaciones del ADN mitocondrial

¿Puede el proceso de envejecimiento retrasarse o incluso revertirse? Una investigación liderada por el profesor Jun-Ichi Hayashi, de la Universidad de Tsukuba (Japón), ha demostrado que, en líneas celulares humanas, al menos, se puede. También encontraron que la regulación de dos genes implicados en la producción de glicina, el aminoácido más pequeño y más simple, es en parte responsable de algunas de las características del envejecimiento.
 
Hayashi y su equipo hicieron este descubrimiento mientras abordaban algunos temas polémicos que rodean una teoría popular del envejecimiento, la teoría mitocondrial, que propone que los defectos mitocondriales asociados con la edad están controlados por la acumulación de mutaciones en el ADN mitocondrial.

Como explica la universidad en una nota de prensa, tener una función mitocondrial anormal es una de las características del envejecimiento en muchas especies, incluidos los humanos. Esto se debe principalmente al hecho de que la mitocondria es la llamada central eléctrica de la célula, ya que produce energía en un proceso llamado respiración celular.

El daño en el ADN mitocondrial provoca cambios o mutaciones en la secuencia de ADN. La acumulación de estos cambios se asocia con una esperanza de vida reducida y el inicio temprano de características relacionadas con el envejecimiento tales como la pérdida de peso y de cabello, la curvatura de la columna vertebral y la osteoporosis.
 
Hay, sin embargo, un creciente cuerpo de evidencia contradictoria que ha planteado dudas sobre la validez de esta teoría. El equipo de Tsukuba, en particular, ha realizado una investigación convincente que les ha llevado a proponer que los defectos mitocondriales asociados con la edad no están controlados por la acumulación de mutaciones en el ADN mitocondrial, sino por otra forma de regulación genética.

La investigación, publicada este mes en la revista de Nature Scientific Reports, observó la función de las mitocondrias en las líneas celulares de fibroblastos humanos derivadas de personas muy jóvenes (hasta 12 años de edad) y adultos mayores (entre 80 y 97 años de edad).

Los investigadores compararon la respiración mitocondrial y la cantidad de daño en el ADN en las mitocondrias de los dos grupos, esperando que la respiración disminuyera y el daño del ADN aumentara en las células del grupo de edad avanzada.

Mientras que el grupo de edad avanzada tenía una respiración más reducida, de acuerdo con la teoría actual, no había sin embargo diferencia en la cantidad de daño en el ADN. Esto llevó a los investigadores a proponer que otra forma de regulación genética, la regulación epigenética, puede ser responsable de los efectos asociados con la edad que se ven en la mitocondria.

Epigenética

La regulación epigenética se refiere a los cambios, tales como la adición de estructuras químicas o proteínas, que alteran la estructura física del ADN, dando lugar a genes encendidos o apagados. A diferencia de las mutaciones, estos cambios no afectan a la secuencia de ADN en sí.

Si esta teoría es correcta, entonces reprogramar genéticamente las células a un estado de células madre embrionarias eliminaría cualquier cambio epigenético asociado con el ADN mitocondrial. Para probar esta teoría, los investigadores reprogramaron líneas celulares de fibroblastos humanos derivados de los jóvenes y de los viejos a un estado similar al de células madre embrionarias.

Luego devolvieron de nuevo estas células a su forma de fibroblastos y su función respiratoria mitocondrial fue examinada. Increíblemente, los defectos asociados con la edad se habían invertido: todos los fibroblastos tenían tasas de respiración comparables a los de la línea celular de fibroblastos fetal, con independencia de que se derivaran de los jóvenes o de las personas mayores. Esto indica que el proceso de envejecimiento en la mitocondria está controlado por la regulación epigenética, no por mutaciones.

Luego, los investigadores buscaron genes que pudieran ser controlados epigenéticamente provocando estos defectos mitocondriales asociados a la edad, y encontraron dos que regulan la producción de glicina en las mitocondrias, CGAT y SHMT2. Los investigadores demostraron que al cambiar la regulación de estos genes, pueden producir defectos o restaurar la función mitocondrial en las líneas celulares de fibroblastos.

La adición de glicina durante 10 días en el medio de cultivo de la línea celular de fibroblastos de las personas de 97 años restauró su función respiratoria. Esto sugiere que el tratamiento con glicina puede revertir los defectos en la respiración asociados con la edad en los fibroblastos humanos de edad avanzada.
 
Estos resultados revelan que, contrariamente a la teoría mitocondrial del envejecimiento, la regulación epigenética de la respiración controla defectos asociados con la edad en las líneas celulares de fibroblastos humanos. ¿Puede la regulación epigenética también controlar el envejecimiento en los seres humanos? Eso es lo que está por probarse.

Referencia bibliográfica:

Osamu Hashizume, Sakiko Ohnishi, Takayuki Mito, Akinori Shimizu, Kaori Iashikawa, Kazuto Nakada, Manabu Soda, Hiroyuki Mano, Sumie Togayachi, Hiroyuki Miyoshi, Keisuke Okita, Jun-Ichi Hayashi: Epigenetic regulation of the nuclear-coded GCAT and SHMT2 genes confers human age-associated mitochondrial respiration defects. Scientific Reports (2015). DOI: 10.1038/srep10434

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Un enorme desierto en Asia se está transformando en un vergel gracias al cambio climático 1 junio, 2025
    Los hallazgos de un nuevo estudio muestran que la ecologización del desierto de Thar ha sido impulsada principalmente por más lluvias durante las temporadas de monzones de verano, un aumento del 64% en las precipitaciones en general por el cambio climático y, en segundo lugar, por la infraestructura de riego que lleva el agua subterránea […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • La NASA está observando una enorme y creciente anomalía en el campo magnético de la Tierra 31 mayo, 2025
    La NASA está haciendo un seguimiento detallado de la "abolladura" o "bache" en el campo magnético terrestre descubierta en 1961, que crece rápidamente y podría ser el preludio de una inversión geomagnética: ocurre cuando los polos magnéticos norte y sur intercambian posiciones.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Los árboles pueden predecir las erupciones volcánicas 30 mayo, 2025
    La NASA, en colaboración con el Instituto Smithsonian, en Estados Unidos, está desarrollando nuevos métodos para anticipar erupciones volcánicas. Cuando el magma asciende a la superficie libera dióxido de carbono, y los árboles cercanos que absorben ese gas se vuelven más verdes y frondosos. Satélites como Landsat 8 vigilan la vegetación en zonas volcánicas, captando […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Los delfines se ponen nombres "en clave" 30 mayo, 2025
    Un nuevo estudio ha identificado que los delfines no solo se dan nombres para reconocerse, sino que además estas denominaciones podrían esconder información secreta o "en clave", que estaría ligada a los sistemas sociales que sustentan el equilibrio de sus comunidades.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Sorprenden a una “estrella araña” devorando a su compañera 30 mayo, 2025
    Una colaboración internacional de astrónomos ha identificado un extraño sistema estelar en el que un púlsar conocido como “estrella araña” devora material de su estrella compañera, en un hallazgo que representa un eslabón perdido en la evolución de sistemas binarios compactos. 
    Redacción T21
  • Planetas a la deriva: el origen caótico de los mundos lejanos respalda la existencia del Planeta Nueve 30 mayo, 2025
    En los márgenes más remotos de los sistemas planetarios, gigantes invisibles orbitan en silencio. Un nuevo modelo sugiere que estos mundos distantes son productos inevitables del caos primordial que reina cuando las estrellas y sus planetas compiten por sobrevivir en los abarrotados viveros estelares. ¿Podría nuestro propio Sistema Solar albergar uno de estos esquivos colosos?
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Unas gafas de realidad mixta devuelven "el mundo entero" a las personas con pérdida parcial de la visión 29 mayo, 2025
    Una técnica desarrollada por oftalmólogos e informáticos canadienses devuelve la visión perdida a personas afectadas por una lesión cerebral, que han sufrido la reducción de gran parte de su campo visual. Las gafas de realidad mixta registran y "proyectan" ese sector que las personas no pueden ver con sus ojos.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Primer combate de kickboxing con robots humanoides 29 mayo, 2025
    En Hangzhou, China, se celebró el 25 de mayo de 2025 el primer torneo mundial de kickboxing entre robots humanoides, un espectáculo que, según los organizadores, marcó “un momento histórico en la integración de la Inteligencia Artificial (IA) en los deportes de combate”. 
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Primera evidencia directa del pensamiento simbólico neandertal 29 mayo, 2025
    El meticuloso análisis de un canto rodado del Paleolítico Medio aporta una prueba tangible del comportamiento simbólico y la capacidad de abstracción de los últimos neandertales que habitaron la Península Ibérica, pudiendo representar una de las primeras simbolizaciones faciales conocidas.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Un "cóctel antienvejecimiento" alarga un 30% la vida en roedores 29 mayo, 2025
    Los científicos han probado un cóctel de medicamentos antienvejecimiento en ratones y descubrieron que extendía la vida útil de los animales en alrededor del 30 %. Los roedores también se mantuvieron más saludables por más tiempo, con menos inflamación crónica y retraso en el inicio de enfermedades como cáncer.
    Redacción T21