Se sabe que restringir las calorías mejora la salud y aumenta la esperanza de vida, pero gran parte de cómo lo hace sigue siendo un misterio, especialmente en lo que respecta a cómo protege el cerebro. Los científicos de Buck han descubierto la función de un gen llamado OXR1 eso es necesario para la extensión de la vida útil que se observa con la restricción dietética y es esencial para un envejecimiento cerebral saludable.
«Cuando las personas restringen la cantidad de alimentos que comen, normalmente piensan que podría afectar su tracto digestivo o la acumulación de grasa, pero no necesariamente cómo afecta al cerebro», dijo Kenneth Wilson, Ph.D., postdoctorado en Buck y primer autor. del estudio, publicado en línea el 11 de enero de 2024 en Comunicaciones de la naturaleza. «Resulta que este es un gen que es importante en el cerebro».
Además, el equipo demostró un mecanismo celular detallado de cómo la restricción dietética puede retrasar el envejecimiento y retardar la progresión de enfermedades neurodegenerativas. El trabajo, realizado en moscas de la fruta y células humanas, también identifica posibles dianas terapéuticas para frenar el envejecimiento y las enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la edad.
«Encontramos una respuesta neuronal específica que media la neuroprotección de la restricción dietética», dijo el profesor Buck Pankaj Kapahi, Ph.D., coautor principal del estudio. «Estrategias como el ayuno intermitente o la restricción calórica, que limitan los nutrientes, pueden mejorar los niveles de este gen para mediar sus efectos protectores».
«El gen es un importante factor de resiliencia cerebral que protege contra el envejecimiento y las enfermedades neurológicas», dijo la profesora Buck Lisa Ellerby, Ph.D., coautora principal del estudio.
Comprender la variabilidad en respuesta a la restricción dietética
Los miembros del equipo han demostrado previamente mecanismos que mejoran la esperanza de vida y la salud con restricción dietética, pero hay tanta variabilidad en respuesta a la reducción de calorías entre individuos y diferentes tejidos que está claro que hay muchos procesos en juego aún por descubrir. Este proyecto se inició para comprender por qué diferentes personas responden a las dietas de diferentes maneras.
El equipo comenzó escaneando alrededor de 200 cepas de moscas con diferentes orígenes genéticos. Las moscas fueron criadas con dos dietas diferentes, ya sea con una dieta normal o con una restricción dietética, que era sólo el 10% de la nutrición normal. Los investigadores identificaron cinco genes que tenían variantes específicas que afectaban significativamente la longevidad bajo restricción dietética. De ellos, dos tenían equivalentes en genética humana.
El equipo eligió un gen para explorarlo a fondo, llamado «mostaza» (mtd) en moscas de la fruta y «Resistencia a la oxidación 1» (OXR1) en humanos y ratones. El gen protege a las células del daño oxidativo, pero el mecanismo de funcionamiento de este gen no estaba claro. La pérdida de OXR1 en humanos provoca graves defectos neurológicos y muerte prematura. En ratones, más OXR1 mejora la supervivencia en un modelo de esclerosis lateral amiotrófica (ELA).
El vínculo entre el envejecimiento cerebral, la neurodegeneración y la esperanza de vida
Para descubrir cómo un gen activo en las neuronas afecta la esperanza de vida en general, el equipo realizó una serie de pruebas en profundidad. encontraron que OXR1 Afecta a un complejo llamado retrómero, que es un conjunto de proteínas necesarias para reciclar proteínas y lípidos celulares. «El retrómero es un mecanismo importante en las neuronas porque determina el destino de todas las proteínas que ingresan a la célula», dijo Wilson. La disfunción de los retrómeros se ha asociado con enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la edad que están protegidas por la restricción dietética, específicamente las enfermedades de Alzheimer y Parkinson.
En general, sus resultados contaron la historia de cómo la restricción dietética retarda el envejecimiento cerebral mediante la acción de mtd/OXR1 en el mantenimiento del retrómero. «Este trabajo muestra que la vía retrómera, que participa en la reutilización de proteínas celulares, tiene un papel clave en la protección de las neuronas cuando los nutrientes son limitados», dijo Kapahi. El equipo descubrió que mtd/OXR1 preserva la función retrómera y es necesario para la función neuronal, el envejecimiento saludable del cerebro y la extensión de la vida útil que se observa con la restricción dietética.
«La dieta influye en este gen. Al comer menos, en realidad se mejora este mecanismo de clasificación adecuada de las proteínas en las células, porque las células mejoran la expresión de OXR1«, dijo Wilson.
El equipo también encontró que aumentar mtd en moscas les hizo vivir más tiempo, lo que llevó a los investigadores a especular que en los humanos el exceso de expresión de OXR1 podría ayudar a prolongar la vida útil. «Nuestro siguiente paso es identificar compuestos específicos que aumenten los niveles de OXR1 durante el envejecimiento para retrasar el envejecimiento del cerebro», afirmó Ellerby.
«Esperamos que a partir de esto podamos tener una idea más clara de por qué nuestros cerebros se degeneran en primer lugar», dijo Wilson.
«La dieta afecta todos los procesos del cuerpo», dijo. «Creo que este trabajo respalda los esfuerzos por seguir una dieta saludable, porque lo que uno come afectará más de lo que cree».
Kapahi es fundador y miembro del consejo asesor científico de Juvify Bio. Los demás autores no tienen conflictos de intereses.
