La biología sintética persigue la creación o modificación de microorganismos a la carta para que hagan algo que de manera habitual no hacen. Ahora, científicos la han usado para diseñar una solución que impide que las células alcancen los niveles normales de deterioro asociados al envejecimiento.
Los experimentos se han hecho en células de levadura y los resultados, que lograron prolongar su vida útil un 82 %, representan una prueba de concepto del uso de la biología sintética -a caballo entre la biología y la ingeniería- para reprogramar el proceso de envejecimiento celular. La investigación se publica en Science.
La esperanza de vida humana está relacionada con el envejecimiento de nuestras células individuales. Hace tres años, un grupo de investigadores de la Universidad de California en San Diego (EEUU) identificó dos direcciones distintas que siguen las células durante el envejecimiento y manipularon genéticamente estos procesos para prolongar su vida útil.
Ahora este equipo ha ampliado su investigación utilizando la biología sintética para diseñar una solución que impide que las células alcancen los niveles normales de deterioro vinculados al envejecimiento.
Todas las células, incluidas las de levaduras, plantas, animales y humanos, contienen circuitos reguladores de genes que son responsables de muchas funciones fisiológicas, incluido el envejecimiento.
“Estos circuitos genéticos pueden funcionar como nuestros circuitos eléctricos domésticos que controlan aparatos como electrodomésticos y automóviles”, afirma Nan Hao, autor principal del estudio.
En el nuevo estudio, los investigadores modificaron genéticamente el circuito que controla el envejecimiento celular.
El circuito recableado funciona como un dispositivo similar a un reloj, denominado oscilador génico, que impulsa a la célula a alternar periódicamente entre dos estados “envejecidos” perjudiciales, evitando la compromiso prolongado en cualquiera de ellos y ralentizando así la degeneración celular.
Hace varios años, el equipo multidisciplinar de investigación de la Universidad de California descubrió que las células siguen una cascada de cambios moleculares a lo largo de toda su vida hasta que acaban degenerando y muriendo, pero observaron que células del mismo material genético y dentro del mismo entorno pueden recorrer rutas de envejecimiento distintas.
Aproximadamente la mitad de las células envejecen a través de una disminución gradual de la estabilidad del ADN, donde se almacena la información genética. La otra mitad envejece por un camino ligado al declive de las mitocondrias, las unidades de producción de energía de las células.
A diferencia de los numerosos intentos químicos y genéticos de forzar a las células a estados artificiales de “juventud”, la nueva investigación aporta pruebas de que es posible ralentizar “el tictac del reloj” del envejecimiento impidiendo activamente que las células se comprometan con una trayectoria predestinada de declive y muerte, resume un comunicado de la universidad.
El equipo estudió células de levadura “Saccharomyces cerevisiae” como modelo del envejecimiento de las células humanas.
Las células de levadura que se manipularon con este método dieron lugar a un aumento del 82% de la vida útil en comparación con las células de control envejecidas en circunstancias normales.
“Nuestro trabajo representa un ejemplo de prueba de concepto, que demuestra el éxito de la aplicación de la biología sintética para reprogramar el proceso de envejecimiento celular”, resumen los científicos: “puede sentar las bases para diseñar circuitos genéticos sintéticos que promuevan eficazmente la longevidad en organismos más complejos”.
El equipo está ampliando actualmente su investigación al envejecimiento de diversos tipos de células humanas, incluidas células madre y neuronas. EFE
