El secreto de la longevidad: una fábrica de proteínas casi perfectas

La rata topo desnuda o ratopín rasurado (Heterocephalus glaber) que habita principalmente en Etiopía, Kenia y Somalia, destaca, además de por no tener pelo, por su longevidad y su resistencia al cáncer.

Los individuos de esta especie pueden vivir hasta 30 años –diez veces más que otros roedores de su tamaño–; y además algunos estudios han revelado que son resistentes a presentar cáncer espontáneo y tumorigénesis experimentalmente inducida.

El pasado junio, científicos de la Universidad de Rochester (EEUU) explicaban en Nature que estos animales son resistentes al desarrollo de tumores gracias a su capacidad para aprovechar el ácido hialurónico,‎ una sustancia que en la farmacopea se utiliza como cicatrizante de heridas y úlceras, y que producen la mayoría de las células del cuerpo. A estos roedores les sirve para mantener la elasticidad de su piel, que les es muy necesaria para desplazarse por los túneles, pues viven bajo tierra.

Ahora, el mismo equipo ha descubierto otro secreto de esta especie: el ratopín rasurado es tan longevo gracias a que su organismo fabrica de manera especialmente eficiente las proteínas‎. Vera Gorbunova y Andrei Seluanov, autores de ambos estudios, describen este nuevo descubrimiento en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Los científicos esperan que el detalle de la causa de esta capacidad, “impulse futuros estudios sobre la síntesis mejorada de proteínas”, explica Gorbunova en un comunicado de la Universidad de Rochester. Conocer a fondo dicha causa podría tener implicaciones médicas.

Proteínas sin fallos

Las proteínas están implicadas en casi todas las funciones de la célula animal y, en consecuencia, resultan esenciales para todos los organismos. Pero para que estas moléculas de aminoácidos puedan hacer bien su trabajo, deben plegarse de tal forma que les permita conectar e interactuar con otras estructuras celulares.

El presente análisis se centró en los ribosomas de esta especie, en unos complejos macromoleculares a partir de los cuales se generan las proteínas.

Gorbunova y Seluanov estaban trabajando en concreto en una parte de los ribosomas conocida como ácido ribonucleico ribosómico o ribosomal (ARNr) cuando hicieron su hallazgo.

Tras aplicar un tinte a una muestra de ARNr, la analizaron bajo luz ultravioleta y encontraron en ella tres bandas oscuras representantes de distintas concentraciones de moléculas de ARNr, en lugar de las dos bandas oscuras características del resto de los animales.

El descubrimiento sugirió que podría existir una “rotura oculta” en el ARNr de la rata topo desnuda. Dado que el ARNr es una parte especial del mecanismo de producción de proteínas, los biólogos decidieron investigar si esa rotura extra afectaba o no a la calidad de las proteínas de esta especie.

Lo que descubrieron fue que las hebras del ARNr del ratopín rasurado están divididas en dos localizaciones específicas, apartadas de un segmento intermedio. Estas dos localizaciones permanecen cerca la una de la otra, y actúan como andamio en el que las proteínas ribosómicas pueden acoplarse para generar ribosoma funcional, una máquina molecular que reúne a los aminoácidos para la producción de proteínas. El resultado de esta estructura es impresionante.

En general, cuando el ribosoma se conecta con los aminoácidos para generar juntos una proteína, pueden producirse fallos, concretamente, si se introduce un aminoácido incorrecto. Pero Gorbunova y Seluanov descubrieron que las proteínas producidas por la rata topo desnuda eran 40 veces menos propensas a contener este tipo de errores que las proteínas producidas por células de ratón.

Trasladar el proceso a otras especies

“Este hecho es importante porque las proteínas sin aberraciones ayudan al cuerpo a funcionar más eficientemente”, explica Sluanov. El próximo paso de la investigación será fraccionar el ARNr de ratones de la misma forma que lo está el del ratopín rasurado, para determinar si así puede mejorarse la producción de proteínas de manera artificial.

Los científicos tienen la esperanza de que este trabajo resulte en tratamientos farmacológicos que modulen la síntesis de proteínas en humanos, aunque señalan que la aplicación médica del descubrimiento aún queda lejos.

El hallazgo se viene a sumar a otros realizados en los últimos años y que avanzan hacia la posibilidad de potenciar la longevidad humana. Por ejemplo, en 2006, se descubrió que un gen llamado cloto jugaba un papel fundamental en mantener jóvenes a ratones de laboratorio, a los que se les provocó un proceso exacerbado de oxidación de radicales libres (causantes del envejecimiento) empleando un herbicida. Aquellos roedores modificados genéticamente con este tipo de gen resistieron mucho mejor que los ratones normales dicha oxidación forzada.

En 2004, además, una investigación desarrollada en la universidad canadiense de Laval identificó una proteína (la Hsp22) directamente relacionada con en envejecimiento, ya que se demostró que su presencia era capaz de acortar o de alargar la vida de una mosca.

Por último, en 2005, se constató que la catalasa, una enzima capaz de neutralizar los radicales libres de las moléculas (responsables del deterioro celular), podía ser manipulada genéticamente y prolongar la vida de ratones hasta en un 20%.

Referencias bibliográficas:

Xiao Tian, Jorge Azpurua, Christopher Hine, Amita Vaidya, Max Myakishev-Rempel, Julia Ablaeva, Zhiyong Mao, Eviatar Nevo, Vera Gorbunova y Andrei Seluanov. High-molecular-mass hyaluronan mediates the cancer resistance of the naked mole rat. Nature (2013). DOI: 10.1038/nature12234.

J. Azpurua, Z. Ke, I. X. Chen, Q. Zhang, D. N. Ermolenko, Z. D. Zhang, V. Gorbunova, A. Seluanov. Naked mole-rat has increased translational fidelity compared with the mouse, as well as a unique 28S ribosomal RNA cleavage. Proceedings of the National Academy of Sciences (2013). DOI: 10.1073/pnas.1313473110.