Es bien sabido que restringir la ingesta de calorías mejora la salud y aumenta la esperanza de vida, pero cómo sucede esto sigue siendo un misterio, especialmente en lo que se refiere a la protección del cerebro. Los científicos de Buck, dirigidos por el doctor Kenneth Wilson, becario postdoctoral de Buck y primer autor del estudio, han descubierto el papel de un gen llamado OXR1, necesario para prolongar la esperanza de vida con una dieta restringida, y esencial para el envejecimiento saludable del cerebro. Los resultados de la investigación se publicaron en Nature Communications.
Por qué cada persona reacciona de forma diferente a una dieta
Además, el equipo ha revelado un mecanismo celular detallado de cómo la restricción dietética puede retrasar el envejecimiento y ralentizar la progresión de enfermedades neurodegenerativas. El trabajo, realizado en moscas de la fruta y células humanas, también identifica posibles dianas terapéuticas para ralentizar el envejecimiento y las enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la edad. Los investigadores han descubierto una respuesta específica de las neuronas que media el efecto neuroprotector de una dieta restringida. Estrategias como el ayuno intermitente o la restricción calórica que limitan la ingesta de nutrientes pueden aumentar los niveles de este gen para mediar en su efecto protector, según el Dr. Pankaj Kapahi, profesor de Buck y coautor del estudio. Este gen es un factor importante de la resistencia cerebral, que protege contra el envejecimiento y las enfermedades neurológicas.
Los miembros del equipo ya han demostrado mecanismos que mejoran la esperanza de vida y la duración de la salud mediante una dieta restringida, pero la respuesta a la ingesta reducida de calorías es tan variable de una persona a otra y en diferentes tejidos que hay muchos procesos aún por descubrir en juego. Este proyecto se puso en marcha para entender por qué cada persona responde de forma diferente a la dieta.
El equipo empezó estudiando unas 200 cepas de moscas con diferentes antecedentes genéticos. Las moscas se criaron con dos dietas diferentes, una normal o una restringida que sólo suponía el 10% de la dieta normal. Los investigadores identificaron cinco genes con variantes específicas que afectaban significativamente a la longevidad con una dieta restringida. Dos de estos genes tenían homólogos en la genética humana. El equipo seleccionó un gen para estudiarlo en profundidad:“mostaza”(mtd) en la mosca de la fruta y “resistencia oxidativa 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, la adición de OXR1 mejora la supervivencia en un modelo de esclerosis lateral amiotrófica (ELA).
Relación entre envejecimiento cerebral, neurodegeneración y esperanza de vida
Para averiguar cómo afecta un gen activo en las neuronas a la esperanza de vida en general, el equipo realizó una serie de pruebas en profundidad. Los científicos descubrieron que el OXR1 afecta a un complejo denominado retromer, un grupo de proteínas necesarias para el reciclaje de proteínas y lípidos celulares. Según los investigadores, el retromer es un mecanismo importante en las neuronas porque determina el destino de todas las proteínas que se introducen en la célula. Un mal funcionamiento del retromer se ha relacionado con enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la edad que se protegen con una dieta restringida, en particular el Alzheimer y el Parkinson.
En conjunto, sus resultados muestran cómo la restricción dietética ralentiza el envejecimiento cerebral a través del efecto de la mtd/OXR1 sobre el mantenimiento del retromer. Este trabajo demuestra que la vía de los retromeros, implicada en la reutilización de las proteínas celulares, desempeña un papel clave en la protección de las neuronas cuando los nutrientes son limitados. El equipo descubrió que mtd/OXR1 preserva la función retromérica y es necesario para la función neuronal, el envejecimiento saludable del cerebro y la prolongación de la vida útil cuando la nutrición es limitada. La dieta influye en este gen. Según los investigadores, comer menos en realidad favorece este mecanismo de ordenación correcta de las proteínas en las células porque éstas aumentan la expresión de OXR1.
El equipo también descubrió que aumentar la expresión de mtd en las moscas conduce a una vida más larga, lo que llevó a los investigadores a plantear la hipótesis de que la sobreexpresión de OXR1 en humanos podría contribuir a alargar la vida. El siguiente paso es identificar sustancias específicas que aumenten los niveles de OXR1 durante el envejecimiento para retrasar el envejecimiento cerebral.