viernes, 10 de febrero de 2012

Caenorhabditis elegans. Créditos AJC1/Flickr.
Minúsculas cantidades de etanol, el tipo de alcohol encontrado en bebidas alcohólicas, puede más que duplicar la vida útil de un diminuto gusano llamado Caenorhabditis elegans, que se utiliza con frecuencia como modelo en estudios de envejecimiento, informan bioquímicos de la UCLA. Los científicos explican que su descubrimiento es aún difícil de explicar.

"Este hallazgo esta fuera de nosotros - es impactante-", añade Steven Clarke, profesor de UCLA de  química y bioquímica, autor principal del estudio, publicado en PLoS ONE, una publicación de la Public Library of Science.

En los seres humanos, el consumo de alcohol es generalmente dañino, explica Clarke y si en los gusanos se presentan concentraciones mucho más altas de etanol, experimentan nocivos efectos neurológicos y mueren, como otras investigaciones han demostrado.

"Utilizamos niveles mucho más bajos, donde puede ser beneficioso", considera Clarke, que estudia la bioquímica del envejecimiento.

Los gusanos, que crecen a partir de un huevo a adulto en sólo unos días, se encuentran en el suelo de todo el mundo, donde se alimentan de bacterias. El equipo de investigación de Clarke -Paola Castro, Shilpi Khare y Brian Young- han estudiado estos gusanos en las primeras horas de su vida, cuando aún estaban en una etapa larval. Los gusanos viven normalmente unos 15 días y pueden sobrevivir sin nada que comer de unos 10 a 12 días.

"Nuestra conclusión es que pequeñas cantidades de etanol pueden hacerlos sobrevivir de 20 a 40 días", explica Clarke.

Inicialmente, el laboratorio de Clarke pretendían poner a prueba el efecto del colesterol en los gusanos. "El colesterol es esencial para los seres humanos", explica Clarke. "Lo necesitamos en nuestras membranas, pero puede ser peligroso en nuestro torrente sanguíneo".

Los científicos alimentaron con colesterol a los gusanos y vivieron más tiempo, al parecer debido al colesterol. Se había disuelto el colesterol en etanol, a menudo utilizado como un disolvente, que se diluyó 1000 veces.

"Es un disolvente, pero resulta que el disolvente tiene el efecto de la longevidad", comenta Clarke. "El colesterol no hizo nada. Hemos encontrado que no funciona el etanol en una disolución de 1 a 1,000 de la disolución, que trabaja en disolución de uno a 20,000. Cantidad tan pequeña no debería haber hecho alguna diferencia, pero resulta que puede ser tan beneficiosa".

¿Cuánto etanol es?

"Las concentraciones corresponden a  una cucharada de etanol en una bañera llena de agua o el alcohol de una cerveza diluida en cientos de galones de agua", explica Clarke.

¿Por qué poco de etanol puede tener tal efecto sobre la longevidad?

"No sabemos todas las respuestas", reconoció Clarke. "Es posible que haya una explicación trivial, pero no considero que sea el caso. Sabemos que si aumentamos la concentración de etanol, no vivirán más tiempo. Este bajo nivel es el máximo beneficioso para ellos".

Los científicos descubrieron que cuando se elevó el nivel de etanol en un factor de 80, no aumentó la esperanza de vida de los gusanos.

La investigación plantea, pero no responde, la cuestión de que si pequeñas cantidades de etanol puede ser útiles para la salud humana. Ya sea que este mecanismo tiene algo en común con las conclusiones de que el consumo moderado de alcohol en los seres humanos pueden tener un beneficio para la salud cardiovascular es desconocido, pero Clarke considera que las posibilidades son interesantes.

En seguimiento de la investigación, el laboratorio de Clarke está tratando de identificar el mecanismo que amplía el ciclo de vida de los gusanos.

Aproximadamente la mitad de los genes de los gusanos tienen equivalentes humanos, considera Clarke, por lo que si los investigadores pueden identificar un gen que alarga la vida del gusano, puede tener implicaciones para el envejecimiento humano.

"Es importante que otros científicos consideren que una baja concentración del etanol utilizado como solvente puede tener un efecto tan grande en C. elegans", añade Paola Castro, quien condujo la investigación como estudiante no graduada en el laboratorio de Clarke antes de obtener su licenciatura en bioquímica en la UCLA en 2010 y se uniera al programa de doctorado en bioingeniería de la Universidad Santa Cruz de California . "Lo que es aún más interesante es el hecho de que los gusanos se encuentran en una etapa de desarrollo estresado. Con grandes aumentos en el microscopio, es increíble ver cómo los gusanos con un poco de etanol son significativamente más robustos que gusanos a los que no se les dio etanol".

"A pesar de los efectos fisiológicos del alto consumo de alcohol que han establecido ser perjudiciales en los seres humanos, la investigación actual muestra que el consumo moderado de alcohol, equivalente a uno o dos vasos de vino o cerveza al día, resulta en una reducción en la enfermedad cardiovascular y el aumento de la longevidad", explica el co-autor Shilpi Khare, antigua estudiante de doctorado en el programa de bioquímica y biología molecular de UCLA, que ahora es estudiante postdoctoral en el Instituto de Genómica de la Fundación de Investigación Novartis en San Diego. "A pesar de que estos beneficios son fascinantes, nuestra comprensión de la bioquímica subyacente implicado en estos procesos sigue estando en su infancia".

"Hemos demostrado que dosis muy bajas de etanol pueden ser 'salvavidas' para un gusano en condiciones de estrés por el hambre", agrega Khare. "Si bien el mecanismo de acción todavía no se entiende claramente, nuestra evidencia indica que este gusano de 1 milímetro de longitud podría utilizar el etanol directamente como un precursor para la biosíntesis de compuestos intermedios metabólicos de alta energía o indirectamente como una señal para extender la vida. Estos hallazgos podrían ayudar a los investigadores a determinar la forma en que la fisiología humana se altera para inducir efectos beneficiosos cardio-protectores y otros en respuesta al consumo de alcohol bajo".

Del laboratorio de Clarke se identificó la primera proteína reparadora de enzimas en la década de 1980 y su investigación ha demostrado que las proteínas reparadoras son importantes para las células. En el estudio actual, los bioquímicos informan de que el tiempo de vida se reduce significativamente en condiciones de estrés en las larvas de gusanos que carecen de esta enzima de reparación. (Más de 150 enzimas están involucradas en la reparación de daños en el ADN y alrededor de una docena de proteínas reparadoras de enzimas han sido identificadas).

“Nuestras moléculas viven apenas unas semanas o meses”, dice Clarke. “Si queremos vivir más, tenemos que sobrevivir a nuestras moléculas”. La forma de hacer esto es con enzimas que reparan nuestro ADN – y con proteínas, una combinación de reemplazo y reparación”.

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