Científicos dirigidos por el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Tennessee (UTHSC) y la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suiza están explorando la compleja interacción entre los genes, el sexo, el crecimiento y la edad y cómo influyen en la variación de la longevidad. Sus hallazgos, que se publicarán en la revista Science , revisada por pares, son un paso importante para comprender por qué algunas personas viven más que otras y proporcionan una base para futuros estudios para mejorar la salud.
Robert Williams, PhD, presidente del Departamento de Genética y Genómica de la Facultad de Medicina de la UTHSC, junto con Johan Auwerx, MD, PhD, profesor y director del Laboratorio de Fisiología Integrada y de Sistemas de la EPFL, iniciaron un programa en 2016 para definir la genética factores subyacentes al envejecimiento y la esperanza de vida. «Encontrar vías moleculares comunes que controlen las diferencias en la tasa de envejecimiento es fundamental para nuestra comprensión de cómo las personas difieren en su salud y esperanza de vida», dijo el Dr. Williams. «Esas ideas pueden ayudarnos a encontrar formas de intervenir racionalmente».
Dres. Williams y Auwerx trabajaron con colegas en el Programa de Pruebas de Intervenciones (ITP) del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento, que donó ADN de más de 12,000 ratones para el proyecto. Los ratones ITP son genéticamente heterogéneos. Cada uno de los 27.574 ratones estudiados es un hermano completo, comparte la mitad de su herencia genética con los otros ratones en el programa, y cada uno tiene una vida útil conocida, lo que los convierte en un sistema ideal para estudiar.
Los investigadores de la EPFL y la UTHSC midieron la composición genética de más de 3000 ratones, todos ellos hermanos o hermanas genéticos. A continuación, se genotipificó a los ratones y se les permitió vivir hasta su muerte natural. Luego, los investigadores exploraron la relación entre la diferencia de ADN y las diferencias en la vida útil de cada ratón. Este mapeo genético permitió a los equipos definir tramos de ADN en genomas que afectan la longevidad. Los resultados muestran que los segmentos de ADN, o loci, asociados con la longevidad son en gran medida específicos del sexo, y las mujeres tienen una región en el cromosoma 3 que afecta la esperanza de vida. Cuando se eliminaron del análisis los machos que murieron prematuramente por razones no relacionadas con el envejecimiento, comenzaron a surgir señales genéticas adicionales, lo que sugiere que algunas variaciones genéticas solo afectan la esperanza de vida después de cierta edad.
Además de encontrar determinantes genéticos de la longevidad, los investigadores exploraron otros contribuyentes. En general, los ratones más grandes mueren más jóvenes. Los investigadores encontraron que algunos, pero no todos, los efectos genéticos sobre la longevidad se deben a los efectos sobre el crecimiento. Uno de los efectos no genéticos puede ser cómo el acceso temprano a los alimentos afecta el crecimiento. Observaron que los ratones de camadas más pequeñas tendían a ser adultos más pesados y vivir vidas más cortas. Los ratones de camadas más grandes que tuvieron que compartir la leche de su madre con más hermanos, crecieron más lentamente y vivieron más tiempo en promedio. Los investigadores corroboraron estas tendencias de crecimiento temprano versus longevidad en grandes conjuntos de datos humanos con cientos de miles de participantes.
Más allá de caracterizar cómo se ve afectada la longevidad, los investigadores trabajaron para encontrar genes con mayor probabilidad de desempeñar un papel en la determinación de la longevidad. Midieron el efecto de la variación del ADN sobre cómo se expresan los genes y compararon sus análisis con múltiples bases de datos humanas y no humanas. A partir de esto, designaron algunos genes que probablemente modulan las tasas de envejecimiento. Luego probaron los efectos de la manipulación de estos genes en gusanos redondos y descubrieron que un subconjunto de perturbaciones genéticas de hecho afectaba la vida útil. Los resultados de este estudio serán un rico recurso de genes de envejecimiento que, con suerte, guiarán el diseño de terapias que no solo prolonguen la vida, sino también la salud.
Referencia
- Maroun Bou Sleiman, Suheeta Roy, Arwen W. Gao, Marie C. Sadler, Giacomo V. G. von Alvensleben, Hao Li, Saunak Sen, David E. Harrison, James F. Nelson, Randy Strong, Richard A. Miller, Zoltán Kutalik, Robert W. Williams, Johan Auwerx. Sex- and age-dependent genetics of longevity in a heterogeneous mouse population. Science, 2022; 377 (6614) DOI: 10.1126/science.abo3191
