¿Protegen del envejecimiento las células nerviosas las sustancias naturales de los arándanos y las uvas azules?
Un reloj que mide el envejecimiento de las células nerviosas halla moléculas que protegen contra la neurodegeneración asociada a la edad
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Mediante un reloj del envejecimiento, investigadores de la Universidad de Colonia han utilizado el organismo modelo Caenorhabditis elegans para demostrar que las células nerviosas envejecen de forma diferente. Identificaron tanto las causas del envejecimiento como las moléculas que mantienen sano el sistema nervioso en la vejez.
El nematodo Caenorhabditis elegans tiene un sistema nervioso sencillo formado por sólo 302 neuronas. El cerebro humano, con aproximadamente 90.000 millones de neuronas, es mucho más complejo. Sin embargo, las neuronas del nematodo realizan funciones similares a las del sistema nervioso humano. Esto convierte a C. elegans en un organismo modelo adecuado para estudiar cómo envejece el cerebro. Se conocen todas las conexiones neuronales y se puede seguir el proceso de envejecimiento de cada célula nerviosa a lo largo de su vida.
El catedrático Björn Schumacher, investigador principal del Grupo de Excelencia para la Investigación del Envejecimiento del CECAD, y el bioinformático David Meyer determinaron la edad de cada neurona del nematodo mediante un reloj de envejecimiento especialmente desarrollado para predecir con exactitud la edad biológica a partir de los cambios en la expresión génica. El estudio "Aging clocks delineate neuron types vulnerable or resilient to neurodegeneration and identify neuroprotective interventions" se publicó en Nature Aging.
Los investigadores observaron diferencias considerables en la edad celular incluso en animales jóvenes. Algunas neuronas parecían ser considerablemente "más viejas" que los propios animales. El neurocientífico Dr. Christian Gallrein, que ahora trabaja en el Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento - Instituto Fritz Lipmann de Jena, investigó qué ocurría con estas neuronas preenvejecidas en los nematodos adultos jóvenes. Rápidamente mostraron una degeneración masiva, y los procesos nerviosos degeneraron en muy poco tiempo.
Se descubrió que la producción de proteínas era el motor molecular del envejecimiento neuronal; las neuronas que envejecían rápidamente tenían una biosíntesis de proteínas particularmente activa. Si se inhibe farmacológicamente este proceso, las neuronas que envejecen rápidamente se conservan bien. Dado que las neuronas de los nematodos envejecen de forma similar a las del cerebro humano, el equipo desarrolló un enfoque basado en la IA que utiliza el aprendizaje automático para clasificar las terapéuticas en función de si podrían acelerar o retrasar el proceso de envejecimiento neuronal. Se descubrió que nuevas moléculas pequeñas, como la sustancia vegetal natural ácido siríngico, presente en los arándanos y las uvas azules, y el inhibidor de la recaptación de dopamina vanoxerina, protegían a las neuronas del proceso de envejecimiento y, por tanto, mantenían intacto el sistema nervioso en la vejez. Por el contrario, se determinó que sustancias como el antagonista del receptor de serotonina 5-HT1A WAY-100635 y el resveratrol favorecen el proceso de envejecimiento y la neurodegeneración y podrían actuar como neurotoxinas.
"Nuestro trabajo ha revelado por primera vez las diferencias en el proceso de envejecimiento de neuronas individuales", afirma Schumacher. "Esto nos da una visión completamente nueva de por qué algunas neuronas envejecen antes de tiempo. Además, ahora disponemos de un nuevo enfoque que utiliza el aprendizaje automático para identificar rápidamente posibles sustancias terapéuticas. Esto facilitará el desarrollo de tratamientos novedosos para preservar la función cerebral y prevenir enfermedades neurodegenerativas en el futuro."
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