¿Son las bacterias intestinales la clave para un envejecimiento saludable?
Un número cada vez mayor de estudios recientes plantean una pregunta importante: ¿Las bacterias intestinales son la clave para un envejecimiento saludable? Una nueva investigación, presentada recientemente en el London Microbiome Meeting, nos acerca a la respuesta.
En el antiguo mito de Tithonus, el protagonista epónimo pide a los dioses que vivan para siempre, pero se olvida de exigir la eterna juventud.
Aunque ganó la inmortalidad, las enfermedades de la vejez finalmente derrotaron a Tithonus, quien lamenta amargamente su inmortalidad.
Si bien lograr la longevidad es un objetivo que vale la pena perseguir y una ambición que la humanidad ha albergado desde los tiempos de la antigua Grecia, el mito de Tithonus nos recuerda que una vida larga tiene poco valor si está plagada de enfermedades.
A medida que aumenta la esperanza de vida humana, la población mundial envejece a tasas mucho más altas. De hecho, las Naciones Unidas estiman que la población de personas mayores, es decir, la cantidad de personas de 60 años o más, está aumentando a una tasa de aproximadamente el 3 por ciento por año.
Actualmente, hay 962 millones de personas de 60 años o más en todo el mundo, según las estimaciones más recientes. Para el año 2050, se prevé que este número sea más del doble, y se espera que el número de personas de 80 años o más se triplique.
Una variedad de enfermedades crónicas acompaña al envejecimiento. Para el año 2060, por ejemplo, la carga de la enfermedad de Alzheimer en los Estados Unidos se habrá duplicado, dicen los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC).
Ellos predicen que casi 14 millones de personas tendrán Alzheimer y otras formas de demencia para entonces, y los investigadores están trabajando arduamente para tratar de prevenir esta y otras enfermedades relacionadas con la edad.
Entonces, la pregunta "¿Cómo podemos vivir más y mas saludable ¿vidas?" está reemplazando lentamente el de "¿Cómo podemos vivir más?" A medida que los científicos se embarcan en la búsqueda de una vida útil más prolongada, se está volviendo más claro que el envejecimiento no es solo un proceso inevitable que simplemente "ocurre", sino que existen mecanismos moleculares precisos que lo regulan.
Marina Ezcurra, Ph.D. - profesora de neurociencia en la Facultad de Ciencias Biológicas y Químicas de la Universidad Queen Mary de Londres en el Reino Unido - dedica su tiempo a comprender estos mecanismos.
Su investigación se centra en cómo se producen el envejecimiento y las enfermedades relacionadas en un gusano llamado Caenorhabditis elegans. Más recientemente, Ezcurra y su equipo han estado examinando el envejecimiento gastrointestinal y el papel del microbioma en este proceso.
El 24 de octubre de 2018, Ezcurra presentó su investigación en el London Microbiome Meeting en el Reino Unido.En esta función de Spotlight, informamos sobre las conclusiones clave de su presentación.
Usando un "gusano-gusano" para estudiar el envejecimiento humano
En su presentación, titulada "El gusano-error: un sistema de modelo combinado para estudiar las interacciones huésped-microbioma", Ezcurra presentó C. elegans como modelo viable para estudiar el envejecimiento. C. elegans tiene una vida útil de solo 2 a 3 semanas, pero a medida que envejece, desarrolla varias patologías, al igual que el organismo humano.
Sin embargo, en el caso de C. elegans, todas las patologías se reducen a una sola: el envejecimiento gastrointestinal.
Como explicó Ezcurra en su charla, todos los tratamientos que aumentan la vida útil que los científicos han aplicado a C. elegans actúan suprimiendo el envejecimiento intestinal.
Usando C. elegans, los investigadores pueden examinar una serie de procesos relacionados con la edad, como la resistencia al estrés, el crecimiento, la fecundidad y la esperanza de vida. Los expertos también han utilizado C. elegans como modelo para varias enfermedades humanas, como el Alzheimer.
Ezcurra cita investigaciones existentes que vieron C. elegans alimentado con Escherichia coli. A medida que el gusano se alimenta de bacterias, los investigadores crearon unas 4.000 cepas mutantes de E. coli, cada uno con un gen específico eliminado. Entonces, el equipo se alimentó C. elegans cada una de estas cepas y examinó los efectos.
La autora principal del estudio, Meng Wang, quien es profesora asociada de genética molecular y humana en el Baylor College of Medicine en Houston, TX, informó sobre los hallazgos y dijo: “Nos alimentamos C. elegans cada bacteria mutante individual y luego examinó la vida útil de los gusanos ".
“De los casi 4.000 genes bacterianos que probamos, 29, cuando se eliminaron, aumentaron la vida útil de los gusanos. Doce de estos mutantes bacterianos también protegieron a los gusanos del crecimiento tumoral y la acumulación de beta amiloide, una característica de la enfermedad de Alzheimer en humanos ".
Meng Wang
Además, los investigadores encontraron que un mutante bacteriano sobreproducía una sustancia llamada ácido colánico; este compuesto aumentó la longevidad al estimular la actividad en las mitocondrias, las llamadas centrales eléctricas de la célula, que son responsables de convertir los nutrientes en energía.
Combatir el envejecimiento con un medicamento para la diabetes
En su charla, Ezcurra mencionó otro ejemplo de investigación exitosa sobre C. elegans que mostró los efectos del microbioma sobre el proceso de envejecimiento. Este estudio involucró al fármaco común para la diabetes metformina.
La metformina es actualmente el fármaco para la diabetes más recetado en el mundo. Investigaciones anteriores han encontrado que la medicación oral no solo reduce los niveles de azúcar en sangre, sino que también reduce el riesgo de cáncer.
Los científicos encontraron que la droga puede retrasar el envejecimiento en ratones y C. elegans. Actualmente, la metformina se está probando en ensayos clínicos como un tratamiento potencial contra el envejecimiento y las enfermedades relacionadas con el envejecimiento.
Como explicó la investigadora en su charla, esto significa que la metformina podría potencialmente atacar varias enfermedades crónicas relacionadas con la edad a la vez. La metformina puede apuntar no solo a la diabetes, sino también al cáncer y las patologías de Alzheimer.
Lo interesante de los efectos de la metformina es que retrasan el envejecimiento a través de bacterias. Estudios en C. elegans que Ezcurra citó han demostrado que los efectos de longevidad de la metformina no funcionan en ausencia de bacterias.
Específicamente, la metformina afecta el metabolismo bacteriano del folato, explicó Ezcurra, que, a su vez, desencadena una reacción en cadena que termina con la activación de una vía molecular conocida por regular el envejecimiento.
Combinatorio E. coli con C. elegans
La propia investigación de Ezcurra busca combinar dos organismos modelo: E. coli y C. elegans - estudiar cómo intervienen las bacterias en el proceso de envejecimiento.
Estudios anteriores han descubierto el microbioma de C. elegans, y otros han colonizado el intestino de C. elegans con E. coli OP50 y notó algunos efectos interesantes. La cepa bacteriana tuvo efectos positivos sobre la reproducción, la inmunidad y la respuesta del organismo al estrés.
Entonces, Ezcurra y sus colegas se preguntaron si hay otros efectos adicionales que OP50 tiene sobre el proceso de envejecimiento. Los experimentos llevados a cabo en su laboratorio revelaron que la adición de antibióticos a los gusanos colonizados con E. coli OP50 mejora el envejecimiento intestinal. Eliminar el crecimiento bacteriano retrasó la atrofia del intestino que tiende a ocurrir con la edad en C. elegans.
Además, los investigadores encontraron dos cepas de bacterias del C. elegans microbioma que reduce el envejecimiento intestinal. Por lo tanto, según la investigación, los efectos anti-envejecimiento también se pueden lograr sin eliminar el crecimiento bacteriano, sino haciendo todo lo contrario: colonizando el intestino con cepas específicas de bacterias.
Otro experimento realizado en el laboratorio de Ezcurra utilizó un modelo de enfermedad humana previamente establecido que utilizó C. elegans para recrear la parálisis muscular relacionada con la edad. Los investigadores analizaron los efectos de un "cóctel" de 14 cepas bacterianas diferentes que componen el microbioma experimental.
Descubrieron que este cóctel experimental suprimía fuertemente la parálisis inducida por la edad. Además, los medios extraídos del microbioma experimental tuvieron el mismo efecto positivo.
Las bacterias intestinales y el envejecimiento humano: ¿qué sigue?
En el futuro, el equipo de Ezcurra tiene como objetivo ver si puede colonizar C. elegans con cepas de bacterias humanas para estudiar los efectos sobre el envejecimiento y la vida útil.
El investigador recibió recientemente fondos de Wellcome Trust para usar microbiomas humanos simples, como bacterias que tienen un efecto beneficioso sobre la salud y bacterias que impactan negativamente en la salud, y estudiar sus efectos en C. elegans.
Utilizando imágenes en tiempo real, los científicos esperan desentrañar los mecanismos moleculares que sustentan las interacciones entre el huésped y el microbioma, así como sus efectos sobre el proceso de envejecimiento.
"El siguiente paso para mi investigación", dijo Ezcurra Noticias médicas hoy, "Es usar C. elegans para hacer preguntas específicas sobre el papel del microbioma en la salud humana ".
“Hay muchos, muchos estudios que muestran que existen vínculos entre el microbioma y enfermedades, como enfermedades psiquiátricas, enfermedades neurodegenerativas, obesidad, diabetes, etc., pero no entendemos qué es causa y [qué es] efecto”.
"Existe una necesidad real de averiguar la relación exacta entre la composición del microbioma y la enfermedad", continuó. "¿Qué cepas microbianas contribuyen a la salud y la enfermedad y, lo que es más importante, cómo contribuyen estas cepas a la salud?"
“Cada vez está más claro que la diversidad del microbioma es importante para la salud humana”, agregó Ezcurra. “Muchos factores contribuyen a la diversidad del microbioma, como la dieta y el estilo de vida, y a medida que envejecemos, generalmente experimentamos una pérdida en la diversidad”.
“Al comprender mejor los vínculos entre la nutrición, el microbioma y la salud, podemos comprender cómo los ancianos pueden mantener su microbioma y también ayudarlos directamente mediante el uso de estrategias prebióticas y probióticas. Esto nos ayudaría a envejecer de una mejor manera, manteniendo la salud y la calidad de vida en la vejez sin medicamentos ni cirugía ".
Marina Ezcurra, Ph.D.
