A medida que envejecemos, nuestras células se deterioran gradualmente, provocando una disminución de nuestras capacidades físicas con el tiempo. Sin embargo, los científicos han logrado un gran avance en el campo de la investigación de la longevidad mediante el uso de un "reloj" genético sintético para extender la vida útil de las células.
Los investigadores de la Universidad de California en San Diego utilizaron un tipo de levadura llamada Saccharomyces cerevisiae como modelo para el envejecimiento de las células humanas. Al utilizar microfluidos y microscopía de lapso de tiempo, los investigadores pudieron observar y registrar los cambios que ocurren durante el proceso de envejecimiento en las células a lo largo de su vida útil.
Al alterar la composición genética de las células de levadura, el equipo logró aumentar su vida útil en un notable 82 por ciento en promedio. Este desarrollo es un paso significativo hacia el control del envejecimiento celular y el tratamiento de las condiciones relacionadas con la edad.
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La clave de este avance radica en editar los circuitos genéticos que regulan los procesos celulares, reduciendo así el desgaste de las células. Una vez que los científicos comprendan mejor cómo funcionan estos circuitos, podrán comenzar a modificarlos para mejorar la longevidad celular. Esto podría tener un gran impacto en nuestra salud general a medida que envejecemos.
"Estos circuitos genéticos pueden operar como nuestros circuitos eléctricos domésticos que controlan dispositivos como electrodomésticos y automóviles", dice el biólogo molecular Nan Hao, de la Universidad de California en San Diego.
Los científicos comenzaron utilizando simulaciones por computadora para desentrañar el intrincado funcionamiento del proceso de envejecimiento celular. Descubrieron que el circuito oscila entre dos estados de envejecimiento diferentes, similar a la forma en que los frenos y las llantas de un automóvil experimentan desgaste a medida que envejecen.
Posteriormente, intentaron alterar este circuito introduciendo una modificación que haría que las células oscilaran entre los dos estados de envejecimiento, en lugar de adherirse a uno u otro. Esta indecisión resultó en un proceso de envejecimiento más lento en comparación con las células de levadura regulares.
Imagínate ralentizar el tictac de un reloj para extender su vida útil: esto es similar a lo que se logró en las células diseñadas en este estudio. Si bien el proceso de envejecimiento no se detuvo por completo, se desaceleró significativamente, lo que resultó en que las células modificadas vivieran más que las células no tratadas utilizadas como controles. Curiosamente, las células diseñadas mostraron una mayor consistencia en su vida útil en comparación con las células no tratadas. Hao señala que las células osciladoras diseñadas han sobrevivido a cualquier otra cepa descubierta previamente a través de evaluaciones genéticas imparciales.
Las células osciladas oscilaron entre estados de envejecimiento.. (Hao Lab, UC San Diego)
El equipo de investigación también descubrió que el circuito genético sintético dentro de las células de levadura no solo mantuvo su vitalidad durante el estudio, sino que también mostró un crecimiento y una división más rápidos. El resultado alentador de esta investigación implica que el circuito podría tener un efecto positivo en la salud de varios tipos de células. Esto está respaldado por el hecho de que en el estudio se emplearon células de levadura, que son similares a las células humanas que se utilizan ampliamente en la investigación. Se requieren más pruebas para determinar si este notable aumento de la longevidad se extenderá a otros tipos de células.
La manipulación de códigos genéticos dentro de las células, como se demuestra en este estudio, involucra técnicas intrincadas y precisas que evolucionan continuamente. Este método innovador tiene una multitud de aplicaciones potenciales, como mejorar la durabilidad de los cultivos para soportar condiciones ambientales adversas.
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Este avance sin precedentes, según Hao, es la primera instancia en la que se utilizaron principios de ingeniería y orientación computacional para reestructurar sistemáticamente los circuitos genéticos y manipular el proceso de envejecimiento, lo que resultó en una mejora extraordinaria de la longevidad.
La investigación ha sido publicada en Science.
