La longevidad, a estudio: una investigación con gusanos revela que se 'transmite' a la descendencia

El debate sobre la longevidad es un tema recurrente de la Ciencia. Los investigadores llevan años buscando las claves del envejecimiento y de la degeneración apuntando a los hábitos saludables de vida, que incluyen alimentación, actividad física y hasta las horas de sueños; ahora se suma un nuevo elemento: la herencia genética. De abuelos y padres longevos a hijos longevos. Esa es la cuestión.

Una nueva investigación del Campus de Investigación Janelia del HHMI, en Estados Unidos, centrada en el gusano redondo C. elegans muestra cómo los cambios en los lisosomas de los padres que promueven la longevidad se transfieren a su descendencia.

El estudio, que publica la revista 'Science' describe un nuevo vínculo entre los lisosomas (orgánulos celulares que antes se consideraban el centro de reciclaje de la célula) y el epigenoma (un conjunto de marcadores químicos que modifican la expresión génica). Además detalla una nueva forma en que la información epigenética se transmite de las células del cuerpo a las células reproductivas, lo que permite heredar los cambios sin afectar el código genético.

Estos conocimientos muestran cómo las modificaciones epigenéticas que ayudan a los organismos a afrontar el estrés ambiental pueden transmitirse de padres a hijos. La jefa de grupo sénior del Campus de Investigación, Meng Wang y su equipo, que estudian la longevidad ya habían demostrado anteriormente que, al sobreexpresar una enzima en los lisosomas del nematodo C. elegans, podían prolongar su vida hasta en un 60%. La sorpresa ha sido al descubrir que la descendencia de los gusanos sin esta modificación genética seguía viviendo más de lo normal. Al parecer, los marcadores de longevidad se transferían.

¿La longevidad, una herencia de generación en generación?

Los investigadores del Janelia del HHMI, en Estados Unidos, al cruzar sus gusanos longevos con gusanos "de tipo salvaje" que no sobreexpresaban la enzima (un procedimiento rutinario de laboratorio utilizado para eliminar cualquier manipulación genética), observaron que la descendencia también vivía más que los gusanos normales. De alguna manera, los marcadores de longevidad se transferían de generación en generación, hasta cuatro generaciones después.

Con esta nueva investigación, Wang y su equipo han descubierto cómo los cambios en los lisosomas del gusano, que promueven la longevidad, se transfieren de las células de su cuerpo a las células reproductivas a través de las histonas, proteínas clave en la organización y regulación del ADN. En las células reproductivas, estas histonas mensajeras modifican el epigenoma del gusano (un conjunto de marcadores químicos que regulan la expresión génica), lo que permite que los cambios lisosomales se transmitan de generación en generación sin alterar el ADN subyacente.

Los hallazgos tienen repercusiones que van mucho más allá de la longevidad. Las modificaciones epigenéticas pueden ayudar a los organismos a afrontar diversos tipos de estresores ambientales, desde cambios en la dieta hasta la exposición a contaminantes y el estrés psicológico, y el nuevo trabajo muestra cómo estas ventajas podrían transmitirse de padres a hijos.

"Siempre se piensa que la herencia reside en el núcleo, dentro de la célula, pero ahora demostramos que la histona puede desplazarse de un lugar a otro, y si esa histona presenta alguna modificación, significa que se transferirá la información epigenética de una célula a otra", afirma Wang. "Esto realmente proporciona un mecanismo para comprender el efecto transgeneracional".

El futuro de la investigación transgeneracional

Los investigadores descubrieron que un tipo de modificación de histonas -un tipo de cambio epigenético- estaba elevado en gusanos longevos en comparación con aquellos con una esperanza de vida normal. Querían determinar cómo esta modificación se relacionaba con los cambios lisosomales que promueven la longevidad.

La combinación de herramientas genéticas, transcriptómica e imágenes, ha llevado a descubrir que los cambios en el metabolismo lisosomal que afectan la longevidad de los gusanos activan una serie de procesos dentro de la célula. Estas acciones desencadenan un aumento en una variante específica de histona, que se transporta desde los tejidos somáticos o corporales del gusano hasta su línea germinal o células reproductivas a través de proteínas que suministran nutrientes a los óvulos en desarrollo.

En la línea germinal, la histona se modifica, lo que permite que la información del lisosoma entre en la línea germinal y se transmita de progenitor a progenitor.   Los investigadores demuestran que esta vía se activa durante el ayuno, lo que provoca un cambio en el metabolismo lisosomal, proporcionando un vínculo entre el fenómeno fisiológico y los cambios en la línea germinal.

El nuevo trabajo se suma a un creciente cuerpo de evidencia de que los lisosomas, que alguna vez se pensó que actuaban solo como centros de reciclaje de la célula, también funcionan como un centro de señalización para controlar diferentes procesos en la célula y ahora se ha demostrado que afectan a las generaciones.

La nueva investigación también revela un nuevo mecanismo para transportar información desde las células somáticas a las células germinales a través de las histonas, lo que podría ayudar a explicar cómo otros tipos de información heredada se transmiten de padres a hijos.

Al proporcionar un mecanismo para comprender cómo los cambios ambientales en las células somáticas se transmiten a través de la línea germinal, el nuevo trabajo podría ayudar a los investigadores a comprender mejor los efectos transgeneracionales que se han observado previamente, como la desnutrición de un padre que afecta a su descendencia.

"Ahora demostramos que el soma y la línea germinal pueden estar conectados por la histona y pueden transportar información genética memorable durante generaciones", concluye Wang.