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¿Cómo evita envejecer el ratopín?

La rata topo desnuda o ratopín (Heterocephalus glaber) es un extraño y extraordinario roedor que vive bajo tierra en la zona de Somalia y Etiopía.

Además de carecer de pelo, lo cual les confiere un aspecto bastante peculiar, este pequeño animal que se alimenta de tubérculos, presenta características biológicas tremendamente interesantes:

1.- es excepcionalmente longevo: vive unos 30 años,  lo cual llama la atención si lo comparamos, por ejemplo, con la vida de una rata (1-3 años)

2.- como algunos insectos, se organiza en castas: en cada grupo hay trabajadores y trabajadoras que se dedican a realizar los túneles y que son estériles, y una reina y unos pocos machos que son los únicos que se reproducen

3.- son resistentes al cáncer espontáneo y a los tumores inducidos

4.- son insensibles a ciertos tipos de dolor

5.- son resistentes a la ausencia de oxígeno y a niveles tóxicos de CO2

Un trabajo publicado on-line en la revista PNAS el 30 de septiembre del 2013 y que ha sido realizado por un grupo de investigación de la Universidad de Rochester (Nueva York), cree haber dado con las claves de su longevidad y de su resistencia a los tumores: una estructura única en su rRNA 28S que contribuiría a la fidelidad del proceso de traducción y, en suma, a que dispongan de un proteoma muy estable y sin proteínas aberrantes.

Para comprender la trascendencia de este hallazgo, parece adecuado hacer referencia a lo que hoy conocemos sobre el proceso de envejecimiento. Un excelente artículo publicado en la revista Cell el 6 de Junio del 2013, realizado por un grupo de investigadores entre los que se encuentran  tres españoles, presenta una estupenda revisión de las 9 cuestiones que comúnmente suceden durante el envejecimiento en diferentes organismos, especialmente en mamíferos:

The Hallmarks of AgingThe scheme enumerates the nine hallmarks described in this Review: genomic instability, telomere attrition, epigenetic alterations, loss of proteostasis, deregulated nutrient sensing, mitochondrial dysfunction, cellular senescence, stem cell exhaustion, and altered intercellular communication.

1.- Inestabilidad genómica: se denomina así a la acumulación de daños en el DNA que se produce con la edad. Estos daños pueden estar producidos tanto por agentes físicos, químicos y biológicos externos, como por cuestiones endógenas, como los errores que ocurren naturalmente durante la replicación del DNA, o las reacciones espontáneas de hidrólisis que ocurren en las células o el efecto de moléculas oxígeno reactivas (ROS). Estos daños intrínsecos y extrínsecos producen mutaciones de diversos tipos que van acumulándose en el genoma.

2.-  Acortamiento del telómero: Aunque los daños parecen afectar al genoma de forma aleatoria, hay regiones del cromosoma que son especialmente susceptibles al deterioro: los telómeros. Estas regiones terminales del cromosoma van acortándose progresivamente con la edad, resultando en senescencia y apoptosis (muerte celular programada).

3.- Alteraciones epigenéticas: cambios en los patrones de metilación del DNA, modificaciones post-traduccionales en las histonas y, en definitiva, remodelado de la cromatina y de la expresión de los genes que afecta a las células y a los tejidos y que va cambiando con la edad.

4.- Pérdida de la proteostasis: para el adecuado funcionamiento de las células es importante que preserven la estabilidad y funcionalidad de las proteínas (plegamiento correcto, mecanismos controlados de degradación de proteínas, etc). Con la edad, la homeostasis protéica se altera

5.- Detección de nutrientes desregulada: en gran parte de los animales, existen estrategias protectoras ante la escasez de nutrientes esenciales. Estas vías, que frecuentemente están relacionadas con el control de la glucosa, son sensibles al envejecimiento, mientras que la restricción en la dieta muy frecuentemente incrementa la vida.

6.-Disfunción de la mitocondria: las mitocondrias son los orgánulos celulares que suministran energía a las células en forma de ATP gracias a la respiración aeróbica. Con el tiempo, la eficiencia del proceso disminuye, lo cual tiene un claro efecto sobre el envejecimiento celular.

7.- Senescencia celular: es conocido que las células no están permanentemente en proliferación (de estarlo, formarían tumores constantemente). Al estado de parada estable de la proliferación celular se le denomina senescencia. Es obvio que con la edad hay una acumulación de células senescentes. Sin embargo, esta podría tener consecuencias beneficiosas por resultar un mecanismo compensatorio frente a los tumores, por lo que su participación en el envejecimiento es discutible.

8.- Agotamiento de las células madre en los tejidos: la regeneración de tejidos depende de la permanencia de células madre que, mediante proliferación, puedan regenerar los tejidos. Con el envejecimiento se agotan esas reservas celulares y disminuye la producción de células especializadas.

9.- Comunicación intercelular alterada: las comunicaciones endocrinas, neuroendocrinas y neuronales se ven alteradas con la edad

Pues bien, volviendo al ratopín, lo que los investigadores de Rochester han encontrado es que este roedor subterráneo tiene un original sistema molecular para producir proteínas. Mientras que el resto de mamíferos conocidos utilizan para la síntesis de proteínas un ribosoma formado, entre otros, por una molécula de unas 5 Kb de RNA (denominada 28S RNA), el longevo ratón tiene, en su lugar, dos RNAs más pequeños (de aproximadamente la mitad del tamaño del RNA 28S). Los autores postulan que esta “rareza” podría ser la responsable de otro fenómeno original que han observado en el ratopín: una fidelidad muy elevada en la síntesis de proteínas.

Los autores especulan que el cambio en la olécula del RNA 28S podría alterar la estructura del ribosoma y ser la responsable de ese incremento en la fidelidad de la síntesis de proteínas. Dado que la pérdida de la homeostasis protéica  es una de las razones del envejecimiento, el mantenimiento de la fidelidad protéica detectada en el ratopín, parece que evitaría el envejecimiento y podría explicar, al menos en parte, su longevidad.

Seguro que en el futuro el ratopín nos da nuevas sorpresas en un fenómeno tan complejo como es el envejecimiento pero, de momento, nos quedamos impresionados por su capacidad de “hacer bien las cosas” (en este caso las proteínas) a pesar de su aspecto desvalido.

Jorge Azpurua, Zhonghe Ke, Iris X. Chen, Quanwei Zhang, Dmitri N. Ermolenko, Zhengdong D. Zhang, Vera Gorbunova, and Andrei Seluanov. Naked mole-rat has increased translational fidelity compared with the mouse, as well as a unique 28S ribosomal RNA cleavage. PNAS 2013 ; published ahead of print September 30, 2013.

Carlos López-Otín, Maria A. Blasco, Linda Partridge, Manuel Serrano, Guido Kroemer. The Hallmarks of Aging.  Cell – 6 June 2013 (Vol. 153, Issue 6, pp. 1194-1217).

 

 

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