efectele

Amparo Tolosa, Știri despre genetică medicală

beneficiile restricției calorice asupra longevității ne cunoaștem de mult. Diferite investigații, efectuate în principal pe modele animale, au arătat că restricția calorică este eficientă în extinderea vieții. Cu toate acestea, până acum mecanismele moleculare implicate în acest proces erau necunoscute.

Un studiu recent realizat de Institutul Salk din California a rezolvat o parte din acest mister biologic după ce a analizat, celulă cu celulă, efectele reducerii consumului de calorii. Cercetătorii au descoperit că consumul mai puțin reduce inflamația legată de vârstă și acționează ca un comutator molecular pentru a inversa diferite tulburări legate de vârstă ale sistemului imunitar.

Analiza efectelor restricției calorice la nivel celular

În studiu, cercetătorii au comparat șobolani care au urmat o dietă standard controlată și au îmbătrânit în mod normal cu șobolani care au fost supuși restricției de calorii. În ambele cazuri, dieta a fost controlată de la vârsta de 18 luni, care în echivalentul uman ar fi de aproximativ 50 de ani, până la 27 de luni, aproximativ 70 de ani în termeni umani.

Echipa a observat că restricția calorică a dus la mai puțină inflamație sau răspuns imun în țesuturi, precum și o întârziere în apariția bolilor asociate vârstei. Mai mult, animalele din această dietă au trăit mai mult.

Următorul pas al cercetătorilor a fost de a determina modul în care reducerea calorică afectează celulele corpului. Pentru a face acest lucru, la începutul și la sfârșitul experimentului, echipa a izolat mii de celule din diferite țesuturi în ambele grupuri de șobolani și a analizat expresia genică în fiecare dintre ei. Apoi a estimat compoziția celulară a țesuturilor și a comparat activitatea genică a șoarecilor tineri și bătrâni în funcție de fiecare dietă. În acest fel, ei ar putea estima ce gene au fost activate și care gene au fost dezactivate odată cu vârsta pe baza celor două tipuri de dietă.

Schița studiului care a analizat efectele restricției calorice la nivel celular. Imaginea prezintă diferitele zone (proporția de celule din țesut, expresia genelor, comunicarea celulară) în care restricția calorică din dietă poate afecta funcția celulară. Imagine: Salk Institute.

După analizarea a peste 165.000 de celule, echipa a constatat că activitatea genelor din celulele animalelor supuse restricției calorice este similară cu activitatea prezentă la animalele mai tinere la începutul dietei. De fapt, cercetătorii au descoperit că multe dintre modificările expresiei care apar în celulele animalelor care nu au urmat dieta restrictivă nu au fost reproduse în celulele animalelor cu restricții calorice.

„Această abordare nu numai că ne-a spus despre efectul restricției calorice asupra acestor tipuri de celule, ci a oferit și cel mai complet și detaliat studiu despre ceea ce se întâmplă în celulele individuale în timpul îmbătrânirii”, spune Guang-Hui Liu, profesor la Academie. unul dintre directorii operei.

Printre genele a căror activitate se modifică atunci când urmează o dietă restrictivă, cercetătorii evidențiază Ybx1. Până la 23 de tipuri de celule diferite au prezentat diferențe în expresia Ybx1 după restricție calorică. Ybx1 codifică un factor de transcripție, responsabil pentru reglarea expresiei altor gene, deci poate acționa ca un comutator molecular în celulă. Modificările expresiei Ybx1 asociate cu restricția calorică sugerează că ar putea fi un factor de transcripție legat de îmbătrânire, astfel încât echipa intenționează să investigheze mai multe despre posibila sa implicare în acest proces.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că majoritatea proceselor și celulelor afectate de restricții calorice au fost legate de răspunsul imun, inflamație și metabolismul lipidelor. De exemplu, echipa a observat că creșterea numărului de celule imune prezente în țesuturi care este detectată la șoarecii în vârstă care urmează o dietă normală nu are loc la fel de intens la animalele care urmează o dietă restrictivă.

Implicațiile studiului

Vârsta este principalul factor de risc pentru multiple boli, de la Alzheimer la probleme cardiovasculare, prin diabet și alte afecțiuni inflamatorii. Din acest motiv, dezvoltarea strategiilor de prevenire a îmbătrânirii este prezentată ca o oportunitate de a întârzia apariția altor boli și de a extinde speranța de viață sănătoasă.

Rezultatele lucrării, publicate în Cell, indică acest lucru este posibilă suprimarea răspunsului inflamator asociat îmbătrânirii printr-o schimbare a dietei. Deși studiul a fost efectuat la șobolani, studiile preliminare privind restricția calorică la om sunt pozitive, iar rezultatele moleculare pot fi extrapolate cel mai probabil de la o specie la alta.

Cercetătorii vor folosi informațiile obținute în studiu pentru a identifica ținte de droguri cu care să trateze îmbătrânirea și să elaboreze strategii pentru a extinde speranța de viață sănătoasă. „Știam deja că restricția calorică crește speranța de viață, dar acum am arătat toate schimbările care apar la nivel celular care o produc”, subliniază Juan Carlos Izpisúa Belmonte, cercetător la Institutul Salk și unul dintre directorii lucrării . Acest lucru ne ofera obiective pe care am putea acționa în cele din urmă cu medicamente pentru a trata îmbătrânirea la om.

Referinţă: Ma S și colab. Restricția calorică reprogramează peisajul transcripțional unicelular al îmbătrânirii Rattus Norvegicus. Celulă. 2020. Doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.008

Dacă ți-au plăcut aceste știri și vrei să afli mai multe despre Genetica în Medicină, te interesează cursurile noastre. Aveți mai multe informații aici.