Un pez originario de Mozambique y Zimbabwe que no vive más de seis meses está ayudando a los investigadores israelíes a idear formas de mejorar la salud humana, ya que las personas viven cada vez más.
Al manipular genéticamente el killis turquesa, el Dr. Itamar Harel y sus colegas del Instituto Silberman de Ciencias de la Vida de la Universidad Hebrea de Jerusalén están obteniendo información sobre cómo restaurar la salud metabólica en los vertebrados (organismos con columna vertebral o columna vertebral) para que puedan mantenerse más saludables a medida que envejecen. El grupo de HU publicó un estudio relacionado en la publicación Developmental Cell revisada por pares en junio.
Harel tiene la esperanza de que su modificación de la biosíntesis de energía a nivel celular en killis y otros vertebrados en el laboratorio pueda conducir a terapias farmacológicas, especialmente para el beneficio de los humanos mayores, que tienden a sufrir enfermedades a menudo derivadas de la capacidad disminuida del cuerpo para responder adecuadamente a la disponibilidad de nutrientes a nivel celular.
Por ejemplo, la diabetes tipo 2 es común en las personas mayores, ya que tienen más dificultades para controlar sus niveles de glucosa en sangre. Cuando una persona joven come, sus niveles de glucosa aumentan y luego disminuyen con bastante rapidez. Además, cuando una persona joven ayuna, su azúcar en la sangre disminuye. Pero las personas mayores tienden a tener niveles altos de azúcar en la sangre incluso después de ayunar.
“Esta incapacidad para reducir los niveles de azúcar, o la reducción de la plasticidad del metabolismo, es la causa principal de muchas enfermedades asociadas con la edad más allá de la diabetes. Se ha relacionado con muchos otros, incluido el deterioro cognitivo”, anotó Harel.
Harel le dijo a The Times of Israel que decidió realizar sus experimentos con peces asesinos porque son vertebrados con una vida útil extremadamente corta. Se ha trabajado mucho en las últimas tres décadas en invertebrados como el gusano C. elegans y la mosca de la fruta Drosophila. Los hallazgos han sido significativos.
“Sin embargo, si queremos estudiar el envejecimiento de los vertebrados, probablemente tengamos que hacerlo en un modelo que sea un vertebrado. Un organismo que envejece es un organismo que envejece y si encontramos un concepto en un animal, podría conservarse en todo el reino animal. Esto es lo que se ha identificado hasta ahora. Pero hay aspectos clave relacionados solo con los vertebrados, y queríamos estudiarlos”, explicó Harel.
El problema era que los modelos clásicos de vertebrados son el pez cebra y los ratones. Los ratones pueden vivir de dos a tres años y el pez cebra hasta cinco. Harel necesitaba que las cosas avanzaran más rápido.
“Es por eso que estamos trabajando con el killis turquesa, que es un vertebrado que vive durante seis meses. Debido a esto, podemos hacer muchos experimentos con bastante rapidez”, dijo.
Harel centró la investigación en una enzima crítica llamada AMPK (proteína quinasa activada por AMP), que actúa como regulador de energía de una célula. Detecta los niveles de energía y decide si debe invertir más energía de inmediato para la proliferación y el crecimiento, o si debe ahorrar energía y simplemente reciclar algunas moléculas existentes mientras tanto.
Los investigadores han descubierto que la activación de AMPK prolonga la vida de la mosca de la fruta. Sin embargo, hacer lo mismo en ratones no prolongó la vida, e incluso condujo a patologías.
Harel explicó que él y su equipo postularon que el problema quizás fue causado por el hecho de que AMPK es una enzima compleja compuesta de múltiples proteínas, y que cada órgano del cuerpo tiene una versión diferente de ella.
“Dijimos, está bien, tal vez esa es la razón, tal vez es demasiado complicado afinar esto en vivo. Entonces, lo que decidimos hacer fue ir río arriba, lo que significa que no manipulamos genéticamente AMPK directamente. En cambio, introdujimos una mutación genética en la molécula AMP (monofosfato de adenosina), que es el precursor del ATP (trifosfato de adenosina), la moneda energética del cuerpo”, dijo Harel.
Al hacer esto, los investigadores inhibieron la capacidad de la célula para producir AMP, con la idea de que esto haría que la célula “pensara” que había menos energía disponible y que estaba en ayunas, a pesar de que había mucha comida alrededor.
Al manipular los componentes del proceso de producción de energía, pero no la enzima del sensor AMPK en sí, el equipo logró producir peces asesinos que vivieron más de lo habitual, al tiempo que mostraban signos de resistencia a las patologías asociadas con la edad.
“Estos ‘mutantes antiguos’ eran resistentes a una dieta alta en grasas, que generalmente produce gotas de lípidos acumuladas en el hígado. Tenían niveles bajos de glucosa después del ayuno al igual que los peces jóvenes, por lo que su metabolismo se rejuveneció por completo”, dijo Harel.
La sorpresa fue que este rejuvenecimiento ocurrió solo en los killis machos. Algo estaba sucediendo a nivel molecular que resultó en diferencias funcionales entre los machos y las hembras.
“Ahora estamos tratando de optimizar este proceso en killis hembras. También hemos desarrollado un modelo de ratón para investigar esto y estamos investigando si también podemos desarrollar un medicamento que pueda hacer algo muy similar en humanos”, dijo Harel.
Es fundamental realizar más estudios sobre estos diferentes resultados basados en el sexo porque muchas enfermedades relacionadas con la edad se presentan de manera diferente en hombres y mujeres, y la industria farmacéutica quiere ver nuevos medicamentos probados tanto en hombres como en mujeres para medir la eficiencia y los efectos perjudiciales en ambos sexos.
Harel enfatizó que su objetivo para esta investigación sobre el metabolismo no es necesariamente extender significativamente la vida humana per se. Más bien, su propósito sería permitir que las personas vivan con la menor cantidad de enfermedades posible a medida que envejecen.
“Cualquier medicamento desarrollado probablemente se recetaría a personas mayores o significativamente enfermas que no pueden usar el ayuno intermitente o el ejercicio para prevenir o tratar enfermedades metabólicas”, dijo Harel. “No se daría ampliamente. No se pondría en el agua como el fluoruro”.