Para comprender mejor el papel de las bacterias en la salud y la enfermedad, los investigadores de los Institutos Nacionales de la Salud alimentaron con antibióticos a las moscas de la fruta y monitorearon la actividad de por vida de cientos de genes que los científicos tradicionalmente han pensado que controlan el envejecimiento. Para su sorpresa, los antibióticos no solo extendieron elvidas de las moscas, pero también cambió drásticamente la actividad de muchos de estos genes. Sus resultados sugirieron que solo alrededor del 30% de los genes tradicionalmente asociados con el envejecimiento establecen el reloj interno de un animal, mientras que el resto refleja la respuesta del cuerpo a las bacterias.
"Durante décadas, los científicos han estado desarrollando una lista acertada de genes de envejecimiento comunes. Se cree que estos genes controlan el proceso de envejecimiento en todo el reino animal, desde gusanos hasta ratones y humanos", dijo Edward Giniger, Ph.D., investigador principal, en el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares NINDS de los NIH y autor principal del estudio publicado en iScience . "Nos sorprendió descubrir que solo alrededor del 30% de estos genes pueden estar directamente involucrados en el proceso de envejecimiento. Esperamos que estos resultados ayuden a los investigadores médicos a comprender mejor las fuerzas que subyacen a varios trastornos relacionados con la edad".
Los resultados ocurrieron por accidente. El equipo del Dr. Giniger estudia la genética del envejecimiento en un tipo de mosca de la fruta llamada Drosophila. Anteriormente, el equipo mostró cómo un sistema inmunológico hiperactivo puede desempeñar un papel fundamental en el daño neuronal que subyace a varios procesos cerebrales que envejecentrastornos. Sin embargo, ese estudio no examinó el papel que las bacterias pueden tener en este proceso.
Para probar esta idea, criaron moscas macho recién nacidas con antibióticos para prevenir el crecimiento de bacterias. Al principio, pensaron que los antibióticos tendrían poco o ningún efecto. Pero, cuando observaron los resultados, vieron algo interesante. Los antibióticosalargó la vida de las moscas en unos seis días, de 57 días para las moscas de control a 63 para las tratadas.
"Este es un gran salto en la edad de las moscas. En los humanos, sería el equivalente a ganar unos 20 años de vida", dijo Arvind Kumar Shukla, Ph.D., becario postdoctoral del equipo del Dr. Giniger.y el autor principal del estudio. "Nos sorprendieron totalmente con la guardia baja y nos hizo preguntarnos por qué estas moscas tardaban tanto en morir".
El Dr. Shukla y sus colegas buscaron pistas en los genes de las moscas. Especialmente, utilizaron técnicas genéticas avanzadas para monitorear la actividad genética en las cabezas de moscas de 10, 30 y 45 días de edad. En un estudio anterior,El equipo descubrió vínculos entre la edad de una mosca y la actividad de varios genes. En este estudio, encontraron que criar moscas con antibióticos rompió muchos de estos vínculos.
En general, la actividad genética de las moscas alimentadas con antibióticos cambió muy poco con la edad. Independientemente de su edad real, las moscas tratadas parecían genéticamente moscas de control de 30 días. Esto parecía deberse a una línea plana en la actividad deaproximadamente el 70% de los genes encuestados por los investigadores, muchos de los cuales se cree que controlan el envejecimiento.
"Al principio, nos costó creer en los resultados. Muchos de estos genes son características clásicas del envejecimiento y, sin embargo, nuestros resultados sugirieron que su actividad es más una función de la presencia de bacterias que del proceso de envejecimiento", dijo el Dr.. Shukla.
En particular, esto incluyó genes que controlan el estrés y la inmunidad. Los investigadores probaron el impacto que los antibióticos tenían en estos genes al matar de hambre a algunas moscas o infectar a otras con bacterias dañinas y no encontraron una tendencia clara. En algunas edades, los antibióticos ayudaron a las moscas a sobrevivirhambre o infección por más tiempo de lo normal, mientras que en otras edades los medicamentos no tuvieron ningún efecto o redujeron las posibilidades de supervivencia.
Experimentos adicionales respaldaron los resultados. Por ejemplo, los investigadores vieron resultados similares en la actividad genética cuando impidieron el crecimiento de bacterias al criar las moscas en un ambiente completamente estéril sin los antibióticos. También vieron una tendencia similar cuando volvieron a analizar los datosde otro estudio que había criado moscas con antibióticos. Una vez más, los antibióticos cortaron muchos de los vínculos entre el envejecimiento y la actividad genética característica.
Finalmente, el equipo encontró una explicación de por qué los antibióticos prolongaron la vida de las moscas en el 30% restante de los genes que analizaron. En resumen, la velocidad a la que la actividad de estos genes cambió con la edad fue más lenta de lo normal en las moscas quefueron alimentados con antibióticos.
Curiosamente, se sabe que muchos de estos genes controlan los ciclos de sueño-vigilia, la detección de olores y el mantenimiento de exoesqueletos, o las crujientes cáscaras que encierran a las moscas. Los experimentos sobre los ciclos de sueño-vigilia apoyaron el vínculo entre estos genes y el envejecimientoLa actividad de las moscas despiertas disminuyó con la edad y esta tendencia mejoró al tratar a las moscas con antibióticos.
"Descubrimos que hay algunos genes que de hecho están configurando el reloj interno del cuerpo", dijo el Dr. Giniger. "En el futuro, planeamos localizar qué genes están realmente relacionados con el proceso de envejecimiento. Si queremos combatirenvejecimiento, entonces necesitamos saber con precisión qué genes están poniendo el reloj ".
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