Mecanismos celulares del desarrollo embrionario, ¿claves en el envejecimiento?

La ausencia o falla de la autofagia, que deshecha y recicla partes de las células durante la formación de los embriones, está asociada con enfermedades de la vejez, explica la investigadora del Instituto de Fisiología Celular, Susana Castro.

13 de mayo, 2022

La esperanza de vida ha aumentado en las últimas décadas: mientras que hace dos siglos era de 35 años, en México hoy este promedio se sitúa entre los 83 y los 85 años, para hombres y mujeres respectivamente. Sin embargo, este incremento en la longevidad no va siempre acompañado de un buen estado de salud, si se toma en cuenta que la prevalencia de enfermedades como el cáncer, la diabetes, la enfermedad de Parkinson o el Alzheimer, entre otros, ha continuado elevándose.

Susana Castro, investigadora del Instituto de Fisiología Celular (IFC) de la UNAM, se pregunta si la clave para entender el envejecimiento y el empeoramiento de la salud que lo acompaña podría estar en los mecanismos que hacen posible la formación exitosa de los embriones durante la gestación.

Uno de estos mecanismos es la autofagia, proceso en el cual algunos de los organelos de las células deshacen y reciclan sus componentes. Es fundamental y beneficiosa para el desarrollo embrionario, y cuando falla puede dañar funciones importantes de los organismos en formación. Se trata de un proceso que ayuda a mantener un balance controlado entre crecimiento y eliminación de células.

Paradójicamente, explica Castro, “los mismos procesos que ayudan al desarrollo embrionario están relacionados con su deterioro en etapas posteriores de la vida. En la formación de un organismo hay procesos celulares diferentes al aumento o especialización de las células, y no son tan obvios, como la muerte celular programada".

Invitada por el Instituto de Ingeniería de la UNAM, Castro ofreció la charla “Mecanismos celulares necesarios para el desarrollo embrionario luego nos envejecen”, en la cual abordó los avances de las investigaciones sobre enfermedades asociadas al envejecimiento, y sobre los mecanismos celulares detrás de él que nos acompañan durante toda la vida.

La estrategia de Castro para encontrar formas de prevenir enfermedades asociadas al envejecimiento se enfoca en entender los cambios fisiológicos que ocurren con el paso de los años, como la disminución de la autofagia, proceso que está presente a lo largo de toda la vida, y cuyo desbalance se relaciona con el decaimiento de la salud en la vejez.

Dra. Susana Castro, investigadora del IFC | Foto: Felipe Zenil

La autofagia es particularmente relevante para el desarrollo embrionario y se vuelve importante para el envejecimiento ya que, de no llevarse a cabo como debería, componentes de las células que han dejado de funcionar pueden acumularse interfiriendo con la función celular correcta, como la comunicación entre neuronas, el metabolismo de azúcares, la secreción de hormonas como la insulina, entre otros.

Sin embargo, hay más de una estrategia que asegura que las células estén en el lugar al que pertenecen y realicen la función correcta. La muerte celular programada, por ejemplo, puede intervenir para hacer que se elimine por completo una célula en caso de no llevar a cabo correctamente su función.

Una señal de daño o pérdida de la función correcta no siempre significa que la célula se eliminará: una tercera alternativa es la senescencia celular, que se caracteriza por la pérdida de función reproductiva de las células. La senescencia es beneficiosa para el desarrollo, al participar en la remodelación de tejidos y el control de inicio y fin de señales de proliferación celular a las células vecinas. En el envejecimiento, en cambio, está asociada al deterioro de los organismos.

“Las células senescentes tienen una función fisiológica positiva en etapas tempranas de la vida. Si posteriormente se vuelven senescentes fuera de contexto o permanecen en el organismo, causan daños”, explica Castro. Además, en el envejecimiento las células senescentes pueden permanecer en el cuerpo y contagiar a las células cercanas, "activando respuestas de inflamación crónica, una respuesta compartida por muchas de las enfermedades asociadas al envejecimiento”.

Video elaborado por el laboratorio de Castro para explica la autofagia

Charla impartida por Castro a invitación del Instituto de Ingeniería de la UNAM.

El ratopín, modelo de estudio del "no-envejecimiento"

Aunque casi todas las especies son propensas al envejecimiento y el decaimiento de funciones que lo acompañan, el ratopín lo hace a un ritmo poco común. Pese a ser similar en tamaño a las ratas, este roedor tiene una longevidad de hasta 32 años sin mostrar signos de envejecimiento y con raros casos de enfermedades relacionadas con el envejecimiento, muy diferente al de sus parientes roedores, que viven hasta los 4 años con un decaimiento en la salud marcado conforme envejecen.

Una de las cosas que se ha observado en los ratopines es que, a diferencia de las ratas o los humanos, la autofagia no "decae" conforme envejecen. Castro parte de la hipótesis de que la forma en la que funciona la autofagia en especies como el ratopín, que no sufre de las enfermedades comúnmente asociadas con la vejez, nos puede decir mucho sobre qué necesitamos modificar en la autofagia para prevenir o revertir las enfermedades asociadas al envejecimiento.

La investigación nos acerca cada día más a encontrar una explicación del envejecimiento y con ello algo que nos ayude a gozar de buena salud incluso en la vejez, dice Castro.

“Hasta ahora tenemos evidencia de que sí se puede retrasar el deterioro que acompaña al envejecimiento. Intervenciones como el ejercicio, cuidado de la alimentación, y ciertos fármacos estimulan la autofagia y tienen beneficios para el organismo. El objetivo es prevenir e idealmente revertir la acumulación de células senescentes en sitios específicos para disminuir las probabilidades de desarrollar enfermedades asociadas al envejecimiento y tratar de tener una vida saludable por más tiempo”, concluye.

El IFC cuenta con la colonia más grande de ratopines para investigación de América Latina | Crédito: Dra. Susana Castro.