El envejecimiento altera el paisaje proteínico del cerebro; la dieta puede contrarrestarlo
"Nuestros resultados demuestran que, incluso en la vejez, la dieta puede seguir teniendo una influencia importante en los procesos moleculares del cerebro"
Un estudio del Instituto Leibniz sobre el envejecimiento - Instituto Fritz Lipmann (FLI) de Jena demuestra que la composición química de las proteínas del cerebro sufre cambios fundamentales con el envejecimiento. En concreto, la ubiquitilación -un proceso que marca las proteínas y controla así su actividad y degradación- sufre cambios drásticos en el cerebro envejecido. Curiosamente, un cambio en la nutrición, como la restricción dietética a corto plazo, puede revertir parcialmente algunos de estos patrones moleculares. Estos hallazgos abren nuevas oportunidades para comprender mejor el proceso de envejecimiento del cerebro y las enfermedades relacionadas.
La ubiquitlación, un proceso que marca las proteínas y controla así su actividad y degradación, sufre cambios drásticos en el cerebro que envejece, mientras que la degradación proteasomal pierde su eficacia. Esto conduce a una acumulación de proteínas marcadas.
FLI / Kerstin Wagner; AI-generated with Google Gemini
A medida que envejecemos, la composición y la función de las proteínas del cerebro cambian, lo que afecta a su rendimiento posterior e influye en la memoria, la capacidad de respuesta y el riesgo de padecer enfermedades neurodegenerativas. Un equipo internacional de investigación dirigido por el Dr. Alessandro Ori, del Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento - Instituto Fritz Lipmann (FLI) de Jena, ha descubierto ahora que una modificación química específica, conocida como ubiquitilación, desempeña un papel crucial en estos procesos. Esta modificación determina qué proteínas permanecen activas y cuáles se degradan. Los resultados se han publicado en Nature Communications.
Cómo altera el envejecimiento las proteínas cerebrales
Las proteínas desempeñan tareas vitales en el cerebro: controlan el metabolismo, la transmisión de señales y el equilibrio energético de las células. Para funcionar correctamente, deben descomponerse, renovarse o modificarse químicamente de forma constante. Una de estas modificaciones, la llamada ubiquitylación, sirve como una especie de etiqueta molecular: marca las proteínas para su degradación y regula su actividad.
"Nuestros análisis han demostrado que el envejecimiento provoca cambios fundamentales en la forma en que las proteínas del cerebro se etiquetan químicamente", explica el Dr. Alessandro Ori, antiguo jefe de grupo de investigación del FLI. "El proceso de ubiquitilación actúa como un interruptor molecular: determina si una proteína permanece activa, cambia su función o se degrada. En los cerebros envejecidos de ratones, observamos que este sistema finamente sintonizado se desequilibra cada vez más: muchas etiquetas se acumulan y otras incluso se pierden, independientemente de la cantidad de una proteína concreta que esté presente."
El "sistema de reciclaje" de la célula pierde su poder
A medida que envejecemos, el "sistema de reciclaje" interno de la célula también empieza a flaquear. El proteasoma -una máquina molecular responsable de descomponer las proteínas dañadas o innecesarias- pierde gradualmente eficacia. Como resultado, las proteínas etiquetadas para su eliminación con ubiquitina comienzan a acumularse en el cerebro, una clara señal de que su maquinaria de limpieza celular ya no funciona correctamente. Los investigadores descubrieron que aproximadamente un tercio de los cambios relacionados con la edad en la ubiquitinación de proteínas en el cerebro pueden relacionarse directamente con esta disminución de la actividad del proteasoma.
"Nuestros datos demuestran que la menor capacidad de las células para eliminar por completo las proteínas dañadas es un mecanismo central del envejecimiento cerebral", resumen los doctores Antonio Marino y Domenico Di Fraia, ambos primeros autores del estudio. "El delicado equilibrio entre la síntesis y la degradación de proteínas se desplaza, una característica típica del envejecimiento celular. A largo plazo, esto también puede perjudicar la función de las células nerviosas del cerebro".
La dieta como modulador: una señal esperanzadora
En un paso más, los investigadores estudiaron si los patrones de ubiquitilación encontrados podían verse influidos por cambios en la dieta. Para ello, alimentaron a ratones mayores con una dieta moderada (restricción calórica) durante cuatro semanas antes de volver a una dieta normal. El sorprendente resultado fue que el cambio a corto plazo en la dieta alteró significativamente el patrón de ubiquitilación en los ratones -en algunas proteínas, incluso se revirtió al estado anterior, juvenil-.
"Nuestros resultados demuestran que, incluso en la vejez, la dieta puede seguir teniendo una influencia importante en los procesos moleculares del cerebro", subraya el Dr. Ori. "Sin embargo, la dieta no afecta por igual a todos los procesos de envejecimiento del cerebro: algunos se ralentizan, mientras que otros apenas cambian o incluso aumentan".
El estudio aporta así nuevos conocimientos sobre los mecanismos moleculares del envejecimiento cerebral. Sugiere que la ubiquitilación es un biomarcador sensible de los procesos de envejecimiento y, potencialmente, un punto de partida para ralentizar los daños relacionados con la edad en las células nerviosas. A largo plazo, el estudio de estos procesos podría ayudar a comprender mejor la conexión entre nutrición, equilibrio proteico y enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.
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