El estrés oxidativo ralentiza el cerebro, pero el freno puede volver a soltarse
Los procesos clave del envejecimiento cerebral pueden ser reversibles
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A medida que envejecemos, el cerebro sufre diversos cambios. Las neuronas funcionan con menos eficacia y los sistemas reguladores clave de las células se desequilibran. El control de calidad de las proteínas, que garantiza que se procesen, reciclen o descompongan adecuadamente, se ve especialmente afectado.
Teniendo esto en cuenta, los investigadores del Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento-Instituto Fritz Lipmann (FLI), y la Universidad de Salud y Medicina de Potsdam, junto con otros socios de Italia y Alemania, investigaron cómo el estrés oxidativo causado por la acumulación de especies reactivas del oxígeno contribuye a la oxidación de las proteínas y, por tanto, afecta a estos procesos en el cerebro que envejece. El objetivo era determinar hasta qué punto este estrés interfiere en los sistemas de control molecular de las células y qué consecuencias tiene para el equilibrio proteico, también conocido como homeostasis de las proteínas.
La atención se centró en cómo afecta el estrés oxidativo a la función de las deubiquitilasas (DUB). Se trata de enzimas que eliminan las etiquetas de ubiquitina de las proteínas, regulando así su degradación o procesamiento posterior. Con la edad, se produce en las células una especie de "oxidación molecular", es decir, la acumulación de daño oxidativo, que afecta especialmente a estas sensibles enzimas.
El estudio, publicado ahora en "Nature Communications", demuestra que el estrés oxidativo y la oxidación de proteínas reducen específicamente la actividad de las deubiquitilasas sin alterar, sin embargo, su cantidad. Esto se debe a cambios químicos en los residuos sensibles de cisteína de las enzimas, que limitan su función. "Vemos que el estrés oxidativo tiene un efecto regulador, actuando como un freno para ralentizar específicamente las funciones enzimáticas centrales", explica el Dr. Alessandro Ori, antiguo jefe de grupo en el FLI y autor principal del estudio.
La homeostasis de las proteínas en el cerebro se desequilibra
Las consecuencias van más allá de las proteínas individuales y afectan a redes celulares enteras, en particular al sistema ubiquitina-proteasoma, responsable de la degradación de proteínas. Esto desequilibra la homeostasis de las proteínas en el cerebro.
"Lo que resulta especialmente sorprendente es que estos cambios se producen muy pronto en el proceso de envejecimiento, incluso antes de que otras partes del sistema de degradación de proteínas se vean afectadas", añade Amit Kumar Sahu, estudiante de doctorado en el FLI y primer autor del estudio.
La inhibición de las deubiquitilasas es reversible
A pesar del deterioro funcional observado, este efecto no es permanente. En experimentos de seguimiento, los investigadores pudieron demostrar que la inhibición de las deubiquitilasas puede revertirse mediante el antioxidante NACET (éster etílico de N-acetilcisteína). Se trata de una pequeña molécula antioxidante activa que sirve en el organismo como precursor del importante aminoácido cisteína, necesario, entre otras cosas, para la formación del glutatión, el antioxidante propio del organismo.
"Nuestros resultados muestran que la inhibición no es un daño irreversible, sino una restricción regulada de la función enzimática", explica Thorsten Pfirrmann, catedrático de Bioquímica de la Universidad de Salud y Medicina de Potsdam y coautor del estudio.
Esto deja claro que las enzimas no pierden su integridad estructural, es decir, su estructura y composición espacial fundamental, a causa de la inhibición, sino que la conservan. Más bien, su actividad está controlada por procesos dependientes del redox, es decir, de las condiciones químicas dentro de la célula.
Los procesos clave del envejecimiento cerebral pueden ser reversibles
Los resultados de la investigación sugieren que el estrés oxidativo no es sólo un efecto secundario del envejecimiento, sino que influye activamente en procesos reguladores clave del cerebro. Al mismo tiempo, sin embargo, el tratamiento NACET ofrece un enfoque potencial para modular específicamente estos procesos.
"Hemos identificado una posible diana temprana en el envejecimiento molecular del cerebro", afirman los investigadores, "que puede ser importante para la estabilidad del control de calidad celular". A largo plazo, estos hallazgos podrían ayudarnos a comprender mejor el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson, en las que las alteraciones en la degradación de proteínas desempeñan un papel central.
Los estudios futuros deberán demostrar ahora si el restablecimiento de la actividad enzimática repercute en las funciones cerebrales, como la memoria u otras capacidades cognitivas en la vejez. Esto plantea la cuestión de si los cambios cerebrales relacionados con la edad no sólo pueden ralentizarse, sino también invertirse parcialmente.
Se necesitan más estudios para determinar si estos hallazgos experimentales en ratones y killis envejecidos pueden aplicarse a los humanos. Sin embargo, los resultados aportan importantes pruebas iniciales de que procesos clave del envejecimiento cerebral pueden ser reversibles.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Amit Kumar Sahu, Alberto Minetti, Domenico Di Fraia, Antonio Marino, Patrick Rainer Winterhalter, Daniela Giustarini, Ranieri Rossi, Andreas Simm, Francesco Neri, Federico Galvagni, Christoph Gerhardt, Thorsten Pfirrmann, Alessandro Ori; "Oxidative stress causes a reversible decrease of deubiquitylases activity in old vertebrate brains"; Nature Communications, Volume 17, 2026-4-21
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