Actividad cerebral excesiva vinculada a una vida útil más corta
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La actividad neuronal del cerebro, implicada durante mucho tiempo en trastornos que van desde la demencia hasta la epilepsia, también influye en la duración de nuestra vida.
El estudio, dirigido por científicos del Instituto Blavatnik de la Facultad de Medicina de Harvard y basado en hallazgos de cerebros humanos, ratones y gusanos, sugiere que la actividad excesiva en el cerebro está relacionada con períodos de vida más cortos, mientras que suprimir la hiperactividad puede prolongar la vida.
La actividad neuronal se refiere al parpadeo constante de corrientes y transmisiones eléctricas en el cerebro. La actividad excesiva, o excitación, podría manifestarse de muchas maneras, desde una contracción muscular hasta un cambio de humor o pensamiento, según los investigadores.
"Un aspecto intrigante de nuestros hallazgos es que algo tan transitorio como el estado de actividad de los circuitos neuronales podría tener consecuencias de gran alcance para la fisiología y la vida", dijo el autor principal del estudio, el Dr. Bruce Yankner, profesor de genética y codirector. del Centro Paul F. Glenn para la Biología del Envejecimiento.
La excitación neural parece actuar a lo largo de una cadena de eventos moleculares que se sabe que influyen en la longevidad: la vía de señalización de la insulina y del factor de crecimiento similar a la insulina (IGF), explican los investigadores.
La clave en esta cascada de señalización parece ser una proteína llamada REST, previamente demostrada por investigadores del Laboratorio Yankner para proteger los cerebros envejecidos de la demencia y otras tensiones.
Los resultados del estudio podrían conducir al diseño de nuevas terapias para afecciones que involucran hiperactividad neuronal, como la enfermedad de Alzheimer y el trastorno bipolar, dijeron los investigadores.
Los hallazgos también plantean la posibilidad de que ciertos medicamentos, como los que se dirigen al REST, o ciertos comportamientos, como la meditación, puedan extender la vida útil al modular la actividad neuronal, dijeron.
La variación humana en la actividad neuronal podría tener causas tanto genéticas como ambientales, lo que abriría futuras vías para la intervención terapéutica, agregó Yankner.
Los investigadores comenzaron su investigación analizando los patrones de expresión génica (el grado en el que varios genes se activan y desactivan) en tejido cerebral donado de cientos de personas que murieron a edades comprendidas entre los 60 y los 100 años.
La información se recopiló a través de tres estudios de investigación separados de adultos mayores. Los analizados en el estudio actual estaban cognitivamente intactos, lo que significa que no tenían demencia, anotaron los investigadores.
Los investigadores notaron inmediatamente una diferencia sorprendente entre los participantes del estudio más jóvenes y mayores, dijo Yankner. Las personas más longevas, las mayores de 85 años, tenían una menor expresión de genes relacionados con la excitación neural que las que murieron entre los 60 y los 80 años.
Luego vino la pregunta a la que se enfrentan todos los científicos: ¿correlación o causalidad? ¿Esta disparidad en la excitación neuronal se produce simplemente junto con factores más importantes que determinan la duración de la vida o los niveles de excitación afectan directamente la longevidad? ¿Si es así, cómo?
Para responder a estas preguntas, los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos, incluidas pruebas de biología genética, celular y molecular en el organismo modelo Caenorhabditis elegans, análisis de ratones alterados genéticamente y análisis adicionales de tejido cerebral de personas que vivieron durante más de un siglo.
Estos experimentos revelaron que alterar la excitación neuronal de hecho afecta la duración de la vida e iluminaron lo que podría estar sucediendo a nivel molecular, dijeron los investigadores, señalando que todos los signos apuntaban a la proteína REST.
REST, que se sabe que regula los genes, también suprime la excitación neural, encontraron los investigadores.
El bloqueo de REST o su equivalente en los animales condujo a una mayor actividad neuronal y muertes más tempranas, mientras que el aumento de REST hizo lo contrario.
Los investigadores también descubrieron que las personas que vivieron hasta los 100 años o más tenían significativamente más DESCANSO en los núcleos de sus células cerebrales que las personas que murieron a los 70 u 80 años.
“Fue extremadamente emocionante ver cómo convergían todas estas diferentes líneas de evidencia”, dijo la coautora del estudio, la Dra. Monica Colaiácovo, profesora de genética en la Escuela de Medicina de Harvard, cuyo laboratorio colaboró en el trabajo de C. elegans.
Los investigadores encontraron que desde gusanos hasta mamíferos, REST suprime la expresión de genes que están involucrados de manera central en la excitación neuronal, como los canales iónicos, los receptores de neurotransmisores y los componentes estructurales de las sinapsis.
Una excitación más baja activa una familia de proteínas conocidas como factores de transcripción forkhead. Se ha demostrado que estas proteínas median una "vía de longevidad" a través de la señalización de insulina / IGF en muchos animales. Es la misma vía que los científicos creen que puede activarse mediante la restricción calórica, según los investigadores.
Además de su papel emergente para evitar la neurodegeneración, el descubrimiento del papel de REST en la longevidad proporciona una motivación adicional para desarrollar fármacos que se dirijan a la proteína, dijeron los investigadores.
Aunque llevará tiempo y muchas pruebas determinar si dichos tratamientos reducen la excitación neuronal, promueven un envejecimiento saludable o prolongan la vida útil, el concepto ha cautivado a algunos investigadores.
“La posibilidad de que poder activar REST reduzca la actividad neuronal excitadora y ralentice el envejecimiento en humanos es extremadamente emocionante”, dijo Colaiácovo.
El estudio fue publicado en Naturaleza.
Fuente: Harvard Medical School
