El envejecimiento es un proceso biológico complejo que es acompañado por un número creciente de agregados proteicos tóxicos en las células. Los científicos consideran que son la causa de diversas enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad Alzheimer, de Huntington y el Parkinson. Sin embargo, es poco conocido el papel que juegan en este proceso.
En una investigación colaborativa dirigida por F.-Ulrich Hartl y realizada en el Max Planck Institute of Biochemistry, utilizaron un diminuto gusano nematodo C. elegans (Caenorhabditis elegans) como un organismo modelo para analizar los cambios que se producen en el proteoma (la totalidad de las proteínas) durante la vida útil.
El estudio fue el más extenso de su tipo en un organismo completo puesto que se cuantificaron más de 5.000 proteínas diferentes en varios momentos durante el envejecimiento.
Los investigadores fueron capaces de mostrar que el proteoma del gusano sufre grandes cambios con la edad. Alrededor de un tercio de las proteínas cuantificadas sufrieron cambios abundantes. La relación normal entre diferentes proteínas, que es crítica para el funcionamiento apropiado de la célula, se pierde. Este cambio abruma la maquinaria de control de calidad de las proteínas y altera la funcionalidad de las mismas. Esto se refleja en la agregación generalizada de proteínas excedentes, en última instancia, que contribuyen a la muerte de los animales.
Sobre la base de estos hallazgos, los investigadores también analizaron cómo, gusanos genéticamente modificados, que tenían periodos de vida sustancialmente más largos o más cortos, gestionaron estos cambios. Encontraron que el conjunto de desequilibrio del proteoma se incrementaron en los gusanos de corta vida. Por el contrario, los gusanos de viva más larga se las arreglaron mucho mejor y la composición de su proteoma fueron menos dramáticos que el de los animales jóvenes.
Sorprendentemente, los gusanos de larga vida depositaron, cada vez más, los excedentes y las proteínas nocivas en agregados insolubles, con el cual aliviaron la presión sobre el proteoma soluble y funcional. Sin embargo, en contraste con los agregados que se encuentran en animales de vida corta, estos depósitos fueron enriquecidos con proteínas de ayuda que aparentemente impidieron los efectos tóxicos normalmente ejercidos por los agregados.
Estos resultados demuestran que las células acumulan específicamente los agregados de proteína como un mecanismo de seguridad. Por lo tanto, los agregados parecen ser una parte importante de un envejecimiento saludable, señalaron los científicos.
De hecho, se sabe que los agregados de proteínas insolubles también se acumulan en los cerebros de personas sanas de edad avanzada. Hasta ahora, los investigadores asumieron que la neurodegeneración y la demencia parecen ser causados principalmente por especies de proteínas aberrantes que se acumulan en los agregados. Esta suposición ha sido probada ahora.
Finalmente, señalaron los científicos, que los agregados no siempre son perjudiciales, razón por la cual, encontrar maneras de concentrar las proteínas nocivas en depósitos insolubles podría ser una estrategia útil para evitar o posponer enfermedades neurodegenerativas a medida que envejecemos.