La investigación abre la puerta a que se desarrollen nuevas dianas terapéuticas para tratar enfermedades relacionadas con el envejecimiento en humanos
¿Qué determina la esperanza de vida de cada especie? Esta es una cuestión fundamental y muy compleja que ha intrigado el ámbito de la investigación a lo largo de la historia. Desde el punto de vista evolutivo, la mayor causa de estas diferencias entre especies radica en sus adaptaciones ecológicas. Por ejemplo, la esperanza de vida es más larga en especies adaptadas a vivir en los árboles, bajo tierra o con mucha masa corporal, dado que todas estas adaptaciones reducen la mortalidad por depredación.
En el caso de los mamíferos, estos presentan una enorme variación en la esperanza de vida, que desde especies de vida corta como las musarañas y los ratones - que llegan con suerte a los dos años de vida - hasta especies de larga vida como las ballenas - que pueden vivir hasta doscientos años.
En cuanto a los humanos, potencialmente podemos vivir ciento veinte años, y en promedio todos somos muy longevos. Las claves de nuestra larga esperanza de vida, sin embargo, todavía se desconocen en buena medida. Hasta ahora, la mayoría de estudios han buscado los genes de la longevidad humana comparando genomas dentro de nuestra especie. Sin embargo, las mutaciones observadas sólo pueden explicar la moderada variabilidad - de decenas de años - en la esperanza de vida de los humanos modernos, mucho menor que la variación observada entre el resto de mamíferos.
Ahora un equipo de investigación internacional liderado por investigadores del Instituto de Biología Evolutiva (IBE) , un centro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF) , ha identificado más de 2000 nuevos genes vinculados a la longevidad en humanos a partir de un estudio evolutivo de genómica comparadaque ha incluido hasta 57 especies de mamíferos. Los genes detectados intervienen en mecanismos biológicos que tienen que ver con el alargamiento de la vida en los mamíferos, como la reparación del ADN, la coagulación o la respuesta inflamatoria, y codifican proteínas más estables en las especies que viven más años. En conjunto, las mutaciones observadas reflejan en buena medida la varianza en la longevidad de las poblaciones
"Cuando sólo comparas genomas humanos, voces diferencias entre los genes que codifican las pequeñas diferencias de longevidad entre personas. Pero la estructura genética detrás el carácter tal vez se basa en mutaciones que se fijaron hace millones de años en nuestro linaje, y que ahora ya todos tenemos incorporadas ", explica Arcadi Navarro , investigador principal en el laboratorio de Genómica Evolutiva del IBE y co-responsable del estudio.
"Utilizando la variación que existe entre otras especies de mamíferos, puedes aproximarte mucho más para identificar otros cambios que están en la naturaleza de la longevidad y que quizás no nos diferencian a nivel genético significativamente entre humanos", comenta el co-responsable del estudio Gerard Muntané , investigador en el grupo de Arcadi Navarro y también investigador del Instituto de Investigación Sanitaria Pere Virgili.
La estabilidad de las proteínas, el corazón de la longevidad
Uno de los efectos que se observan en todos los mamíferos a partir de cierta edad es que el proteoma - la totalidad de proteínas expresadas por el genoma - se desestabiliza, por motivos que aún no se conocen muy bien. Con el tiempo, las proteínas se convierten inestables, y esto contribuye a la decadencia fisiológica general. Las proteínas que se desestabilizan en cada especie, pero, lo hacen en edades muy diferentes.
A raíz de este estudio, el equipo de investigación ha descubierto que las proteínas que contienen cambios de aminoácidos en los organismos más longevos, son significativamente más estables que las proteínas de los organismos de vida más corta.
"Consideramos que una proteína es más estable cuando sigue haciendo su función durante más tiempo dentro de la célula sin degradarse. Con nuestra aproximación, hemos visto que esta estabilización genérica del proteoma se encuentra fundamentalmente en los genes que hemos detectado como vinculados con la edad y la longevidad ", comenta Muntané.
La aplicación de la biología evolutiva en la medicina
La investigación publicada en Molecular Biology and Evolution abre la puerta a que se desarrollen nuevas dianas terapéuticas para tratar enfermedades relacionadas con el envejecimiento en humanos. Los resultados de este estudio demuestran el potencial de la aproximación a la medicina desde el punto de vista de la evolución. "La perspectiva de la biología evolutiva puede hacer contribuciones muy importantes y de aplicación directa a la salud humana, aunque a menudo se ignora como paradigma de investigación", comenta Navarro.
La metodología desarrollada por el equipo de investigación podría ser utilizada para responder otras cuestiones relacionadas con la salud humana en el futuro. "Podríamos estudiar cualquier carácter de la salud o enfermedad humana, como bien la presión sanguínea, el colesterol o el cáncer, siguiendo la misma aproximación", concluye Muntané.
El estudio ha recibido financiación del Fondo Europeo de Desarrollo Regional, la Agencia Estatal de Investigación y la Generalidad de Cataluña, entre otros.
Artículo referenciado:
Farré X., Molina R., Barteri F., Timmers PRH, Joshi PK, Oliva B., Acosta, S., Esteve-Altava B., Navarro A., Muntané G .; Comparative analysis of mammal genomas unveils key Genomic variability for human Lifespan ; Molecular Biology and Evolution, 2021; DOI: https://doi.org/10.1093/molbev/msab219
