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¿Estamos evolucionando para envejecer más lentamente o para vivir más tiempo envejeciendo al mismo ritmo?

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Me pregunto por qué la mayoría de nosotros consideramos encantadores y encantadores a las personas mayores. ¿Es porque amar al abuelo y la abuela es vital para nuestra supervivencia como especie, de la misma manera que amamos a los bebés? Si es así, significaría que estamos envejeciendo más lentamente con el tiempo, o estamos siendo seleccionados de alguna manera para amar a las personas mayores a pesar de su apariencia física, mientras que envejecen al mismo ritmo pero viven más tiempo.

Actualizar

Digamos que cada característica común entre los individuos de la misma especie es producto de la evolución. Los individuos transmiten muchas características a su descendencia, pero solo aquellas que fueron ventajosas de una forma u otra permitieron que la descendencia sobreviviera y transmitiera esa característica a sus descendientes a su vez. Nuestro amor por los bebés y los mayores es una de esas características que tenemos en común como individuos de una especie. Eso nos hace querer que nuestros mayores estén con nosotros el mayor tiempo posible, solo por nuestra afinidad con ellos. Este amor por el anciano tiene que ser una ventaja que pretendía ser seleccionada por el proceso evolutivo, y esta característica se refleja en la tendencia de la esperanza de vida a aumentar generación tras generación. Se podría decir que los ancianos que envejecen más lentamente tendrían más probabilidades de beneficiarse del amor de su descendencia que los que envejecen más rápido. Por otro lado, envejecer más lentamente puede no marcar la diferencia en absoluto, solo porque amamos a nuestros mayores despreciamos su apariencia física. Estoy considerando las ventajas culturales y tecnológicas que permiten a nuestros mayores vivir más tiempo para ser un producto de la evolución también.

Entonces, mi pregunta es si estamos evolucionando para envejecer más lentamente o para vivir más tiempo envejeciendo al mismo ritmo.

Como nota al margen, nos estamos volviendo más como lo que ellos llaman un superorganismo, ya que la mayoría de los sistemas operativos solo pueden beneficiarse de una vida útil más larga viviendo en sociedad. Como un hormiguero o una colmena. Si eso es cierto, no estamos evolucionando para envejecer más lentamente.


La pregunta tiene un nombre científico más o menos oficial: el efecto abuela (o hipótesis). En el mundo racional de la biología evolutiva, los niños aman a sus padres por el mismo tipo de razón: los padres les dan recursos para reunir fuerzas y desarrollarse como adultos para que puedan tener sus propios hijos con la mayor ventaja posible.

Los seres humanos están fuera de serie en la cantidad de recursos que invertimos en nuestros hijos: nuestras vidas se terminan entre 1/4 y 1/3 antes de que a veces dejemos la casa de nuestros padres (en algunas sociedades, por supuesto, nunca salen de la casa, sino que entran en un Familia extendida). Esta puede ser una de las razones por las que tenemos tanto éxito como especie: vivimos prácticamente en todos los lugares en los que podríamos y no tenemos peligro de competir con ningún otro ser vivo excepto nosotros.

El efecto abuela es esencialmente la idea de que si las mujeres, que están más apegadas a la descendencia en más casos que los padres, continúan viviendo y ayudan a mantener a los nietos y hacerlos más exitosos, esto permitirá que las mujeres posmenopáusicas tengan una vida útil más larga. (que hacen).

La bióloga evolutiva Sara Hrdy, emérita de UC Davis, ha escrito bastante sobre los matices de la evolución del papel de la maternidad; leer algunos de sus artículos o libros puede darte una idea más profunda de cómo el amor profundamente filial ha moldeado a los seres humanos.

--- más respuestas a estas cosas puede que valga la pena leerlas o no dependiendo de qué tan ampliamente quieras entender esta pregunta ...

Es importante decir que muchas de las expansiones de la esperanza de vida humana promedio no han sido genéticas. Se suele citar que los sistemas de alcantarillado, el agua potable, los antibióticos y la abundancia de alimentos son los tres factores más importantes en la esperanza de vida de los seres humanos, y antes de las naciones modernas del mundo desarrollado, la esperanza de vida media de los seres humanos estaba en algún lugar de los 30 años. Y existen diferencias significativas en la esperanza de vida en las regiones donde estos factores y otros (educación de las mujeres, acceso a atención prenatal y temprana, etc.) están disponibles.

Se siguen publicando estudios que examinan los factores ambientales y de estilo de vida en comparación con la genética y parece que el medio ambiente y el estilo de vida pueden marcar una diferencia asombrosa.

Pero la genética, sin duda, también tiene un papel que desempeñar aquí. Probablemente hay algunos seres humanos y animales que han evolucionado para vivir más tiempo. Se ha descubierto que esto está relacionado genéticamente en algunos seres humanos por la demografía y las líneas familiares.

Todavía hay factores genéticos que se están identificando. Creo que es un error común pensar que la evolución cambia a toda la especie, pero no es realmente cierto. Hay algunos que tienen esa tendencia y otros que no; a veces habrá más personas de vida más corta y otras veces las personas de vida más larga serán más comunes. Depende de si las condiciones de vida de la población favorecen realmente una tendencia sobre otra. Por lo general, las personas de vida más corta pueden asumir que tienen otras ventajas, por ejemplo, la capacidad de almacenar energía de manera más eficiente.


Los datos del estudio muestran que no hay trampas en la vejez

Sinopsis: Un estudio que compara los datos revela que el aumento de la esperanza de vida humana es más probable que sea un resultado estadístico de una mejor supervivencia de los niños y adultos jóvenes, que no ralentiza el envejecimiento. La tasa de envejecimiento es relativamente fija para una especie, por eso la relación entre la esperanza de vida y la igualdad de la esperanza de vida es tan estrecha dentro de cada especie. Usando modelos matemáticos, los investigadores también encontraron que pequeños cambios en la tasa de envejecimiento alterarían drásticamente la relación entre la esperanza de vida y la igualdad de la esperanza de vida.


Separando los efectos sobre la salud de la vida en el espacio

La NASA realizó una llamada y seleccionó 10 investigaciones revisadas por pares de todo el país para el Estudio TWINS. Los estudios incluyeron medidas moleculares, fisiológicas y de comportamiento y, por primera vez en astronautas, estudios basados ​​en "ómicos". Algunos equipos evaluaron el impacto del espacio en el genoma: el complemento completo de ADN en una célula (genómica). Otros equipos examinaron qué genes estaban activados y producían una molécula llamada ARNm (transcriptómica). Algunos estudios se centraron en cómo las modificaciones químicas, que no alteran el código del ADN, afectan la regulación de los genes (epigenómica). Algunos investigadores exploraron las proteínas producidas en las células (proteómica), mientras que otros examinaron los productos del metabolismo (metabolómica).

También hubo estudios que examinaron cómo el entorno espacial podría alterar el microbioma: la colección de bacterias, virus y hongos que viven dentro y sobre nuestros cuerpos. Una investigación examinó la respuesta inmune a la vacuna contra la influenza. Otros equipos buscaron en las muestras biológicas de Scott biomarcadores de aterosclerosis y cambios ascendentes de fluidos en el cuerpo debido a la microgravedad, que pueden afectar la visión y causar dolores de cabeza. El rendimiento cognitivo también se evaluó mediante pruebas de cognición ejecutadas por computadora diseñadas específicamente para astronautas.

Se recolectaron más de 300 muestras biológicas (heces, orina y sangre) de los gemelos en múltiples ocasiones antes, durante y después de la misión de un año.

Los gemelos Kelly son sin duda una de las parejas más perfiladas, dentro o fuera de nuestro planeta. También son uno de los más entrevistados. Una pregunta que se hace a menudo es si Scott regresará del espacio más joven que Mark, una situación que recuerda a "Interstellar" o la llamada "Paradoja de los gemelos" de Einstein. Sin embargo, debido a que la ISS no viaja cerca de la velocidad de la luz en relación con nosotros, la dilatación del tiempo, o la desaceleración del tiempo debido al movimiento, es mínima. Entonces, cualquier diferencia de edad entre los hermanos sería solo de unos pocos milisegundos.

Los telómeros son las secciones protectoras de ADN en la punta de los cromosomas. A medida que las personas envejecen, los telómeros se acortan. VectorMine / Shutterstock.com

Aun así, la cuestión del envejecimiento asociado a los vuelos espaciales y el riesgo que conlleva de desarrollar enfermedades relacionadas con la edad como la demencia, las enfermedades cardiovasculares y el cáncer, durante o después de una misión, es importante y nos propusimos abordar directamente con nuestro estudio. de la longitud de los telómeros.

Los telómeros son los extremos de los cromosomas que los protegen del daño y del "deshilachado", al igual que el final de un presupuesto reducido. Los telómeros son fundamentales para mantener la estabilidad cromosómica y genómica. Sin embargo, los telómeros se acortan naturalmente a medida que nuestras células se dividen y también a medida que envejecemos. La velocidad a la que los telómeros se acortan con el tiempo está influenciada por muchos factores, incluidos el estrés oxidativo y la inflamación, la nutrición, la actividad física, el estrés psicológico y las exposiciones ambientales como la contaminación del aire, los rayos ultravioleta y la radiación ionizante. Por lo tanto, la longitud de los telómeros refleja la genética, las experiencias y las exposiciones de un individuo, y también lo son los indicadores informativos de la salud general y el envejecimiento.


Resultados y discusión

Encontramos que las hembras tienen en promedio una esperanza de vida media de los adultos un 18,6% más larga que los machos en los mamíferos silvestres, después de sintetizar la compilación más completa de estimaciones de mortalidad específicas por edad y sexo de los mamíferos hasta la fecha (Fig.1 y Materiales y métodos). La magnitud de las diferencias de sexo en la esperanza de vida adulta fue sólida con respecto a cuatro métricas de longevidad comúnmente utilizadas (coeficiente de variación: 26%, Tabla 1), aunque solo se alcanzó significación estadística para una métrica (es decir, esperanza de vida adulta 80%, Tabla 1). El sesgo hacia una vida útil más larga para las mujeres fue constante en el 60% de las poblaciones incluidas en nuestro conjunto de datos, independientemente de la métrica de vida útil analizada (Conjunto de datos S3). Encontramos que las diferencias de sexo en la esperanza de vida media de los adultos también son mayores en los estudios longitudinales que en los transversales (Apéndice SI, Fig. S1). Como los individuos son monitoreados de cerca a lo largo de su vida adulta en estudios longitudinales, estos brindan las estimaciones demográficas más precisas (30), revelando que las hembras viven en promedio un 20,3% más que los machos (64 poblaciones que abarcan 50 especies) en las poblaciones mejor estudiadas. Aunque las diferencias de sexo en la vida media de los adultos de poblaciones humanas cultural y geográficamente distintas (estadounidenses: 6.2%, japoneses: 5.1%, suecos: 2.0%, Aché: 17.5%) son consistentes con nuestras estimaciones de mamíferos no humanos, las hembras no humanas muestran una ventaja de supervivencia mayor que las mujeres en el 66,4% de las poblaciones muestreadas (Fig. 1).

Diferencias de sexo en la esperanza de vida de los adultos entre los mamíferos. Para una población determinada, la diferencia de sexo se mide como la relación log [(esperanza de vida de los hombres adultos) / (vida de las mujeres adultas)]. Varias barras para una especie determinada representan estimaciones recopiladas de diferentes poblaciones. Las barras naranjas corresponden a datos longitudinales, las barras grises corresponden a datos transversales y las barras grises oscuras corresponden a poblaciones humanas. El punto negro corresponde al efecto general para los mamíferos no humanos y está asociado con su intervalo de credibilidad del 95%.

Para investigar si la dirección y la magnitud de las diferencias de sexo en la tasa de envejecimiento eran similares a las observadas para las diferencias de sexo en la esperanza de vida adulta, estimamos la tasa de envejecimiento en poblaciones en las que se disponía de información sobre la distribución de edades al momento de la muerte (83 poblaciones que representan 66 especies). La evidencia empírica acumulada hasta la fecha indica que el inicio del envejecimiento varía notablemente entre los mamíferos y no comienza de manera consistente en la edad de la primera reproducción (31). Por lo tanto, estimamos la tasa de envejecimiento ajustando un modelo de Siler (32), que no requiere ninguna suposición sobre cuándo ocurre el inicio del envejecimiento, al contrario del modelo de Gompertz comúnmente utilizado (33). No encontramos ninguna diferencia consistente en las tasas de envejecimiento entre hombres y mujeres (Tabla 2 y Figura 2), incluso cuando nuestra investigación se limitó a datos longitudinales (Tabla 2). Por lo tanto, el sesgo sexual general en la vida adulta que informamos en las poblaciones de mamíferos está determinado por una multitud de características demográficas específicas del sexo que caracterizan a una especie o población, pero que no implican sistemáticamente una mayor tasa de envejecimiento en los machos. Por lo tanto, una mayor esperanza de vida adulta en las mujeres no implica sistemáticamente una menor tasa de envejecimiento, sino que simplemente puede resultar de una menor mortalidad en todas las edades adultas (20).

Media de la distribución posterior de la diferencia entre sexos en la tasa de mortalidad por envejecimiento para datos longitudinales y transversales-dx juntos (Materiales y métodos) y solo datos longitudinales

Distribución de frecuencia de la magnitud de las diferencias sexuales en la tasa de envejecimiento entre los mamíferos en la naturaleza (A). El punto negro corresponde al efecto general para los mamíferos no humanos y está asociado con su intervalo de credibilidad del 95%. Se muestran los patrones de cambios específicos por edad en la tasa de mortalidad de tres poblaciones de mamíferos. Para cada población, la curva de mortalidad con la línea vertical que representa la mediana de la vida adulta y la distribución posterior de la tasa de envejecimiento. B1 se dan en rojo para las mujeres y en azul para los hombres. El riesgo de mortalidad corresponde a la tasa instantánea de mortalidad. En las tres poblaciones, las hembras adultas viven en promedio más tiempo que los machos adultos. Sin embargo, (B) en elefante asiático, Elephas maximus (Población de Myanmar), las mujeres tienen una mayor tasa de envejecimiento (C) en babuino amarillo, Papio cynocephalus (Población del Parque Nacional Amboseli), no se observa ninguna diferencia en las tasas de envejecimiento y (D) en ciervo rojo, Cervus elaphus (Población de Isle of Rum), los hombres muestran una mayor tasa de envejecimiento que las mujeres.

Tal desacoplamiento entre la esperanza de vida adulta y la tasa de envejecimiento coincide con el patrón de mortalidad humana, porque la mortalidad específica por edad en las poblaciones humanas estudiadas aumenta al mismo ritmo en ambos sexos, aunque las mujeres viven en promedio más tiempo que los hombres (2, 6, 34). La ausencia de diferencias de sexo consistentes en las tasas de envejecimiento que documentamos aquí en las poblaciones silvestres de mamíferos no excluye ninguna diferencia de sexo potencial en la tasa de envejecimiento mostrada por otros rasgos fenotípicos (por ejemplo, fertilidad, rendimiento reproductivo, masa corporal o componentes de la sistema inmunológico), como lo ilustra la evidencia reciente de que los patrones de envejecimiento fisiológico y demográfico pueden desacoplarse en la naturaleza (31, 35). Sin embargo, los datos específicos por edad y sexo sobre los rasgos fisiológicos siguen siendo escasos, lo que actualmente impide cualquier investigación a gran escala de las diferencias entre los sexos en el envejecimiento a nivel fisiológico.

Las diferencias de sexo tanto en la vida adulta como en la tasa de envejecimiento son muy variables entre las especies (coeficiente de variación del 182% y 291% para la vida adulta y la tasa de envejecimiento, respectivamente, figuras 1 y 2). Las diferencias en el contenido de los cromosomas sexuales es una explicación influyente de las diferencias sexuales en la mortalidad (13, 14, 17), lo que sugiere que, dentro de las especies, el sexo heterogamético (es decir, los machos XY en los mamíferos) debería sufrir un deterioro de la supervivencia en comparación con el sexo homogamético. Si bien los mecanismos biológicos exactos que vinculan los cromosomas sexuales y la vida útil siguen sin estar claros (13), esta hipótesis explica con éxito la dirección del sesgo de la proporción de sexos (potencialmente causado por diferencias sexuales en la mortalidad) entre los tetrápodos (36). Sin embargo, nuestros hallazgos demuestran que incluso dentro de las especies de mamíferos que comparten el mismo sistema de determinación del sexo, la variación en la magnitud de las diferencias sexuales en la vida adulta y la tasa de envejecimiento es particularmente grande. Estas diferencias entre especies en los patrones de mortalidad no se explicaron por la relación filogenética, que solo explica débilmente la variación observada en las diferencias de sexo en la vida adulta (H 2 = 15%) o la tasa de envejecimiento (H 2 = 29%) entre especies. Esto contrasta con las estimaciones de los análisis centrados en hombres y mujeres por separado, que destacan que la relación filogenética explica la mayor parte de la variación en la esperanza de vida adulta y la tasa de envejecimiento para un sexo dado (H 2 = 86% y H 2 = 85% para mujeres y esperanza de vida de los hombres adultos, respectivamente H 2 = 87% y H 2 = 88% para la tasa de envejecimiento de mujeres y hombres, respectivamente). Estos hallazgos indican que la alometría [a través del tamaño corporal específico de la especie (37)] y el ritmo de vida [a través de la posición específica de la especie a lo largo del continuo lento-rápido (38)] que siguen de cerca la relación filogenética probablemente determinen el patrón de mortalidad observado dentro de una especie de mamífero dada (39), pero tienen poca influencia en la diferencia entre sexos, ya sea en la vida adulta o en la tasa de envejecimiento. En general, el dimorfismo sexual existente en las métricas de supervivencia es principalmente independiente de la relación filogenética y, por lo tanto, está conformado por otras fuentes de variación (por ejemplo, la variación en las condiciones ambientales entre y dentro de las poblaciones).

Luego, realizamos análisis adicionales centrados en la selección sexual, que comúnmente se supone que da forma al dimorfismo sexual en los patrones de mortalidad (26, 28), utilizando tanto el dimorfismo del tamaño sexual (SSD) como el sistema de apareamiento como representantes de la fuerza de la selección sexual (ver ref. 40 y Materiales y métodos). Estos análisis a gran escala en mamíferos en la naturaleza revelan que el SSD (pero no el sistema de apareamiento) está solo débilmente asociado con la dirección y magnitud de las diferencias sexuales en la vida adulta (pendiente de −0,23 [intervalo de credibilidad del 95%: −0,49 0,04] Apéndice SI, Tabla S1 y Fig.3) y no está asociado con la tasa de envejecimiento (Apéndice SI, Tabla S2), que desafía la visión clásica de que la selección sexual es el principal impulsor de las diferencias de sexo en los patrones de mortalidad (9, 16, 27, 41). Además, estos hallazgos contrastan con un análisis comparativo previo realizado en poblaciones cautivas donde las diferencias de sexo en la esperanza de vida eran claramente más altas en rumiantes poliginosos que en monógamos (28). En los jardines zoológicos, los animales viven en entornos protegidos donde se amortiguan los riesgos de mortalidad provocados por el medio ambiente (por ejemplo, mediante el suministro de alimentos o la medicina veterinaria preventiva, véase la ref.42). Por lo tanto, es más probable que los costos fisiológicos asociados con la evolución de un gran tamaño corporal y rasgos sexuales conspicuos en condiciones naturales y durante tiempos evolutivos se traduzcan en una mayor reducción general en la supervivencia de los machos, en relación con las hembras, ya que los individuos que viven en zoológicos son protegido de las causas de muerte provocadas por el medio ambiente. En tales condiciones de cautiverio, las adaptaciones a la competencia sexual podrían ser el principal impulsor de las diferencias sexuales en la vida útil, ya que ambos sexos están protegidos de fuentes de mortalidad adicionales vinculadas a la severidad ambiental que pueden influir en la vida de formas dependientes e independientes del sexo (28). Por el contrario, en la naturaleza, planteamos la hipótesis de que las condiciones ambientales locales y la miríada de riesgos de mortalidad asociados (por ejemplo, la dureza del clima y la riqueza de patógenos) dan forma predominantemente a las diferencias de sexo en la vida adulta y la tasa de envejecimiento al interactuar con los costos de la selección sexual.Más específicamente, la asignación sustancial de recursos en los hombres hacia el crecimiento y mantenimiento de los rasgos sexuales secundarios podría, en igualdad de condiciones, hacer que los hombres sean más vulnerables que las mujeres a las duras condiciones ambientales. Por ejemplo, el dimorfismo sexual está en parte impulsado fisiológicamente por una mayor producción de andrógenos en los hombres, particularmente durante la edad adulta temprana (43), que controla directamente el crecimiento de muchos rasgos sexuales secundarios (por ejemplo, adornos y armamentos) (13, 27). Los andrógenos circulantes también modulan el rendimiento inmunológico y, cuando están presentes en niveles altos, pueden afectar algunos aspectos de la defensa inmunitaria (44), lo que hace que los machos sean más susceptibles a los patógenos. La caza de trofeos también constituye un ejemplo extremo de condiciones ambientales (es decir, actividades antropogénicas) que dan forma a la magnitud de las diferencias sexuales en los patrones de mortalidad entre las poblaciones de mamíferos en la naturaleza. De hecho, las hembras adultas de poblaciones cazadas (norte = 21) tienden a vivir más tiempo en relación con los machos que las hembras adultas de poblaciones no cazadas (34,5% frente a 16,7%, respectivamente Fig. 3). Por último, no podemos descartar que las diferencias sexuales en los patrones de mortalidad también puedan estar influenciadas por las interacciones entre las condiciones ambientales locales y las tácticas reproductivas femeninas específicas de la especie. Por ejemplo, las hembras de especies promiscuas, que muestran múltiples eventos de apareamiento durante una sola temporada reproductiva, serán más propensas a contraer enfermedades infecciosas cuando el entorno local es particularmente rico en patógenos (45), que podrían ser responsables en última instancia de una menor esperanza de vida de las hembras o una mayor tasa de envejecimiento. En general, investigar cómo las condiciones ambientales locales y las estrategias de historia de vida específicas del sexo interactúan para dar forma a los patrones de mortalidad específicos del sexo en las especies y poblaciones sigue siendo una iniciativa desafiante, ya que requiere datos a escala fina sobre varios rasgos ambientales.

Efecto de SSD (A), caza (poblaciones cazadas frente a no cazadas) (B) y la calidad de los datos (longitudinal-alta calidad frente a transversal-baja calidad) (C) sobre las diferencias de sexo en la esperanza de vida media de un adulto entre los mamíferos. La línea horizontal gris y discontinua corresponde a la ausencia de diferencias de sexo en la mediana de la vida adulta.

En humanos y roedores de laboratorio, las diferencias de sexo en los patrones de mortalidad se extienden a las diferencias de sexo en la fragilidad, el deterioro neurológico y la comorbilidad (6). En ratones y ratas de laboratorio, los beneficios de supervivencia asociados con las intervenciones antienvejecimiento (genéticas o farmacológicas) también suelen ser específicos del sexo (6, 46). Estas respuestas específicas del sexo se pueden atribuir a diferencias sexuales en los sistemas fisiológicos (por ejemplo, perfiles hormonales), que también se espera que modulan la vida adulta y el envejecimiento (47). Proponemos que la variación en la magnitud de las diferencias de sexo tanto en la esperanza de vida de los adultos como en la tasa de envejecimiento en las poblaciones silvestres es probablemente una respuesta a las interacciones entre las vías fisiológicas específicas del sexo y la diversidad de condiciones ambientales que encuentran los mamíferos en todo el mundo. Desde una perspectiva evolutiva, la expresión génica específica del sexo y los sistemas fisiológicos son las consecuencias directas de las presiones de selección tanto natural como sexual que se han ejercido de forma independiente sobre hombres y mujeres (27, 41, 48). Por ejemplo, la selección sexual ha llevado a la evolución de especies con alto dimorfismo sexual para muchos rasgos fenotípicos (por ejemplo, el tamaño del cuerpo) que sensibilizan diferencialmente a ambos sexos a condiciones ambientales específicas. Esto está particularmente bien ilustrado por las tres poblaciones monitoreadas longitudinalmente de borrego cimarrón (Ovis canadensis) incluido en nuestro conjunto de datos. En este ungulado poligínico, los machos y las hembras casi no muestran diferencias en la esperanza de vida en la población de National Bison Range, donde los recursos están constantemente disponibles. Sin embargo, los machos viven vidas mucho más cortas en Ram Mountain, donde la severidad del invierno es particularmente pronunciada, lo que lleva a marcadas diferencias sexuales en la esperanza de vida (49). Por lo tanto, el hecho de que las especies de alta dimorfismo sexual que viven en la naturaleza muestren marcadas diferencias sexuales en la esperanza de vida y la tasa de mortalidad por envejecimiento dependa probablemente de las interacciones entre la variación genética específica del sexo que surge de una selección hacia alelos específicos que se asocian en los machos con fenotipos más extremos. (para rasgos fisiológicos, morfológicos y de comportamiento) y condiciones locales (por ejemplo, riqueza de patógenos), que pueden exacerbar o amortiguar la magnitud de estas diferencias sexuales (50). Aunque desafiantes, los programas de investigación que resuelven esta compleja red sin duda proporcionarán conocimientos innovadores sobre las raíces evolutivas y la fisiología subyacente al envejecimiento en ambos sexos.


Puede que no tengamos que envejecer tan rápido

Todos envejecemos cronológicamente con el paso del tiempo, pero ¿qué pasa con nuestros cuerpos? ¿El envejecimiento fisiológico también es inevitable? Un creciente grupo de biólogos está empezando a decir que no, gracias a los desarrollos en el campo de la epigenética, que estudia no nuestro ADN en sí, sino los procesos que determinan cómo nuestros genes se "expresan" al dirigir nuestras células a lo largo de nuestras vidas.

Si piensa en su genética heredada, su ADN, como un teclado de piano, entonces la epigenética determina cómo las teclas tocan música. Los protagonistas principales de este concierto son las sustancias moleculares que se adhieren a nuestro genoma y dejan marcadores. Estos marcadores, a su vez, otorgan a las células funciones especializadas y regulan su funcionamiento. Si se acumulan demasiados marcadores, si hay demasiado "ruido epigenético", las direcciones se confunden y las células se vuelven disfuncionales.

Durante la última década, los investigadores han aprendido que estos marcadores pueden ofrecer una medición notablemente precisa de la edad biológica en unos pocos años. Esa idea ha sido seguida rápidamente por una creciente evidencia de una idea más sorprendente: que los marcadores epigenéticos no solo miden el envejecimiento, sino que ayudan a causarlo.

Cuando los investigadores del Laboratorio Sinclair de la Escuela de Medicina de Harvard (dirigido por uno de los coautores de este artículo, el Dr. Sinclair) agregaron acreciones epigenéticas a los genomas de ratones jóvenes en 2015, los ratones experimentaron una pérdida acelerada de masa muscular y ósea, se volvieron grises , perdió de vista y se confundió más fácilmente. Los cumpleaños de los ratones no cambiaron en comparación con sus hermanos, solo lo hicieron sus epigenomas.

Los resultados de ese experimento y otros similares están ayudando a solidificar una "teoría de la información" del envejecimiento, que dice que una acumulación de ruido epigenético interfiere con los datos genéticos. El caos eventualmente hace que las células se vuelvan senescentes y dejen de reproducirse e influye en las células adyacentes para que hagan lo mismo. Esa es la experiencia que hemos llegado a conocer como envejecimiento.

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El proceso de envejecimiento es imparable, encuentra un estudio sin precedentes

La inmortalidad y la juventud eterna son materia de mitos, según una nueva investigación que finalmente puede poner fin al eterno debate sobre si podemos vivir para siempre.

Respaldados por gobiernos, empresas, académicos e inversores en una industria valorada en 110.000 millones de dólares (82.500 millones de libras), y que se estima en 610.000 millones de dólares para 2025, los científicos han pasado décadas intentando aprovechar el poder de la genómica y la inteligencia artificial para encontrar una manera de prevenir o incluso revertir el envejecimiento.

Pero un estudio sin precedentes ha confirmado ahora que probablemente no podamos reducir la velocidad a la que envejecemos debido a limitaciones biológicas.

El estudio, realizado por una colaboración internacional de científicos de 14 países e incluidos expertos de la Universidad de Oxford, se propuso probar la hipótesis de la "tasa invariante de envejecimiento", que dice que una especie tiene una tasa de envejecimiento relativamente fija desde la edad adulta.

"Nuestros hallazgos apoyan la teoría de que, en lugar de ralentizar la muerte, más personas viven mucho más tiempo debido a una reducción en la mortalidad a edades más tempranas", dijo José Manuel Aburto, del Leverhulme Center for Demographic Science de Oxford, quien analizó el nacimiento y la edad específicos datos de muerte que abarcan siglos y continentes.

“Comparamos los datos de nacimientos y muertes de humanos y primates no humanos y descubrimos que este patrón general de mortalidad era el mismo en todos ellos”, dijo Aburto. “Esto sugiere que los factores biológicos, más que ambientales, controlan en última instancia la longevidad.

“Las estadísticas confirmaron que las personas viven más a medida que mejoran la salud y las condiciones de vida, lo que conduce a una mayor longevidad en toda la población. No obstante, es evidente que en todas las especies se observa un fuerte aumento en las tasas de mortalidad a medida que avanzan los años hacia la vejez ”.

El debate sobre cuánto tiempo más podemos vivir ha dividido a la comunidad académica durante décadas, con la búsqueda de una vida y una salud prolongadas particularmente activa en el Reino Unido, donde se encuentran al menos 260 empresas, 250 inversores, 10 organizaciones sin fines de lucro y 10 laboratorios de investigación. utilizando las tecnologías más avanzadas.

El gobierno del Reino Unido incluso ha priorizado los sectores separados de IA y longevidad al incluirlos a ambos en los cuatro grandes desafíos de la estrategia industrial, que tienen como objetivo poner a Gran Bretaña a la vanguardia de las industrias del futuro.

Pero lo que ha faltado en el debate es la investigación que compara la esperanza de vida de múltiples poblaciones animales con la de los humanos, para averiguar qué está impulsando la mortalidad.

Este estudio cubre esa brecha, dijo Aburto. "Esta colección de datos extraordinariamente diversa nos permitió comparar las diferencias de mortalidad tanto dentro como entre especies".

David Gems, profesor de biogerontología en el Instituto de Envejecimiento Saludable de la UCL, dijo que el resumen del informe sugería que la investigación era "un estudio de gran potencia que demuestra algo polémico y seguramente correcto".

Todos los conjuntos de datos examinados por los equipos de Aburto revelaron el mismo patrón general de mortalidad: un alto riesgo de muerte en la infancia que disminuye rápidamente en los años inmaduros y adolescentes, permanece bajo hasta la edad adulta temprana y luego aumenta continuamente a medida que avanza la edad.

“Nuestros hallazgos confirman que, en poblaciones históricas, la esperanza de vida era baja porque muchas personas murieron jóvenes”, dijo Aburto. “Pero a medida que continuaron las mejoras médicas, sociales y ambientales, la esperanza de vida aumentó.

“Ahora, cada vez más personas viven mucho más tiempo. Sin embargo, la trayectoria hacia la muerte en la vejez no ha cambiado ”, agregó. "Este estudio sugiere que la biología evolutiva triunfa sobre todo y, hasta ahora, los avances médicos no han podido superar estas limitaciones biológicas".


El estudio con delfines podría conducir a estrategias para frenar el envejecimiento humano

Las similitudes entre humanos y delfines podrían ayudarnos a retrasar el proceso de envejecimiento.

El envejecimiento no deja a nadie atrás pero todos los seres humanos experimentamos el proceso de manera diferente, según factores genéticos y de estilo de vida.

Por el contrario, los delfines utilizados por la Marina de los EE. UU. Tienden a existir dentro de un conjunto de circunstancias bastante uniforme: la dieta y el hábitat son aproximadamente los mismos para todos los individuos. Debido a que estos mamíferos acuáticos experimentan el envejecimiento de una manera similar a los humanos, los delfines de la Marina fueron seleccionados recientemente como sujetos de un nuevo estudio de envejecimiento a largo plazo. El objetivo del futuro lejano: retrasar el proceso de envejecimiento humano.

Los resultados de este estudio fueron publicados el lunes en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

En los delfines, cuatro rasgos clave demuestran cómo se manifiesta el envejecimiento en la sangre, informa el equipo del estudio. Los científicos tomaron muestras de sangre en 144 delfines durante 25 años para localizar marcadores que son relevantes para la salud humana. Los hallazgos demuestran la diferencia entre el envejecimiento lento y acelerado entre individuos de la misma población.

La autora principal del estudio, Stephanie Venn-Watson, es cofundadora y directora ejecutiva de la empresa de ciencias biológicas Epitracker.

"Si bien durante mucho tiempo se ha creído que algunas personas envejecen más rápido que otras, ha sido difícil demostrar que las personas envejecen a ritmos diferentes", dice Venn-Watson. Inverso.

Venn-Watson y sus colegas identificaron cuatro biomarcadores en la sangre de los delfines que ayudan a medir la tasa de envejecimiento:

  • Hemoglobina - Una proteína que contiene hierro que transporta oxígeno en los glóbulos rojos disminuye con la edad.
  • Linfocitos - Las células inmunes disminuyen con la edad.
  • Plaquetas - Fragmentos de células implicados en la coagulación sanguínea.
  • Fosfatasa alcalina - Enzima que se utiliza para detectar enfermedades del hígado y los huesos.

"Basándonos en estos índices, pudimos confirmar la presencia de delfines de envejecimiento lento y acelerado", dice Venn-Watson. En otras palabras, midieron cómo se ve un proceso de envejecimiento pronunciado frente a uno gradual.

La hemoglobina y los linfocitos, por ejemplo, disminuyen con la edad, explica Venn-Watson. En conjunto, eso pone a los delfines (y a las personas) mayores en mayor riesgo de anemia e infecciones graves. Los delfines que envejecen más rápidamente corren un riesgo aún mayor.

Con los humanos y los delfines salvajes, el proceso de envejecimiento se ve influido por factores ambientales o de estilo de vida. En los seres humanos, eso incluye el nivel socioeconómico y la medicación crónica. Por el contrario, los delfines de la Marina de los EE. UU., Que están entrenados para misiones como la recuperación de equipos y la detección de minas submarinas, viven en condiciones similares. Eso permitió a los investigadores aislar los patrones de envejecimiento sin sesgos ambientales.

"Es importante destacar que podríamos diferenciar claramente los delfines de envejecimiento lento y acelerado a pesar del hecho de que todos los delfines de la población compartían la misma dieta, atención médica y entorno oceánico", dice Venn-Watson. El hallazgo y las cotizaciones respaldan que se pueden identificar los impulsores clave no ambientales de la tasa de envejecimiento y, por lo tanto, se puede apuntar a retrasar el envejecimiento en sí mismo ''.

Envejecimiento lento - Como revela la nueva investigación, envejecer más lentamente protege a las personas contra algunos de los principales desafíos de salud que surgen con el tiempo, independientemente del entorno.

Esa idea podría informar a la medicina humana en el futuro y, potencialmente, al desarrollo de terapias que ralentizan el proceso de envejecimiento humano.

La mayoría de las investigaciones sobre el envejecimiento en animales involucran a aquellos con una esperanza de vida corta, como gusanos, moscas y ratones. Al estudiar a los delfines, Venn-Watson dice que espera aprender cómo los animales longevos, como los humanos, alcanzan su edad avanzada en primer lugar, y cómo podemos aprovechar esos mecanismos para ayudar a las personas y los delfines a vivir más tiempo y de manera más saludable.

Los delfines son un modelo particularmente útil para estudiar el envejecimiento humano porque pueden verse afectados por afecciones relacionadas con el envejecimiento, como el colesterol alto, la inflamación crónica e incluso la enfermedad de Alzheimer.

"Estas similitudes apoyan que los delfines y los humanos comparten mecanismos similares relacionados con el envejecimiento", dice Venn-Watson.

Ahora, con este estudio, los científicos tienen evidencia de un envejecimiento lento y acelerado en los delfines. Eso eventualmente podría ayudar a los investigadores a apuntar y retrasar el proceso de envejecimiento en humanos.

"Esperamos que nuestro estudio pueda ayudar a los médicos y a los investigadores de la longevidad a priorizar los índices clínicamente relevantes en las personas mayores, incluida la disminución de la hemoglobina y los linfocitos", dice Venn-Watson, "no solo para prevenir y tratar la anemia y la disminución de la inmunidad, sino también para ayudar a retrasar las tasas de envejecimiento. & quot


La plasticidad del proceso de envejecimiento.

En el episodio de esta semana: Una mirada en profundidad a la ciencia del envejecimiento.

Hablaremos con Will Mair, quien dirige un laboratorio que estudia cómo envejecen los animales y cómo técnicas como la restricción dietética pueden cambiar el proceso de envejecimiento en sí.

Es un trabajo fascinante que podría cambiar nuestra forma de pensar sobre el tratamiento del envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad.

<***Will Mair Soundbite***>
(Cuando pasamos de los 65, tendemos a tener múltiples afecciones crónicas al mismo tiempo. Y esto realmente significa que la forma en que nos enfocamos en las enfermedades, una a la vez, en realidad no tiene tanto beneficio como cabría esperar. , lo que pensamos es, si podemos enfocarnos en la edad misma, tal vez podamos aumentar nuestro rendimiento; realmente podemos tener un efecto en la salud y ser más preventivos, en lugar de simplemente tratar de curar cada uno al mismo tiempo. .)

Hola y bienvenido a Harvard Chan: This Week in Health ... Es jueves 29 de marzo de 2018. Soy Amie Montemurro.

A menudo pensamos en el envejecimiento como un declive inevitable: a medida que envejecemos, nuestros cuerpos se deterioran y las enfermedades se multiplican.

Pero, ¿y si ese no fuera el caso?

¿Y si pudiéramos cambiar la forma en que envejecemos?

Es una pregunta importante a medida que las personas de todo el mundo viven cada vez más, y hoy lo analizaremos en profundidad con Will Mair, profesor asociado de metabolismo molecular aquí en la Harvard Chan School.

Y esta entrevista es un seguimiento natural del episodio que transmitimos el 8 de febrero, "Un enfoque de salud pública para un mundo que envejece".

Si aún no lo ha escuchado, lo alentamos a que regrese y lo escuche.

En ese episodio, Lisa Berkman y Albert Hofman explicaron cómo los investigadores de salud pública están lidiando con problemas relacionados con el envejecimiento y la longevidad, desde repensar el trabajo hasta prevenir la enfermedad de Alzheimer.

Y en ese episodio, Lisa Berkman señaló que si el mundo envejece de una manera saludable, este cambio puede ir sin problemas.

Y ahí es donde entra nuestra conversación con Will Mair.

Su laboratorio explora la biología básica del proceso de envejecimiento, tratando de comprender por qué tenemos más probabilidades de contraer enfermedades crónicas cuando somos viejos que cuando somos jóvenes.

Su trabajo busca comprender qué es lo que realmente está fallando en nuestras células y tejidos para aumentar el riesgo de enfermedades relacionadas con la edad, y luego tratar de encontrar formas de revertir eso.

Gran parte del trabajo de Mair Lab se centra en el uso de un proceso conocido como restricción dietética para manipular el proceso de envejecimiento.

Una clave del laboratorio es realizar experimentos con c. elegans, un gusano nematodo, que porta aproximadamente el mismo número total de genes que los humanos.

Los gusanos viven unas tres semanas, pero en ese tiempo muestran claros signos de envejecimiento, lo que los convierte en una poderosa herramienta de investigación para científicos como Mair.

Hablaremos más sobre eso más adelante en el podcast, pero comencé mi conversación con Mair pidiéndole que explicara el enfoque de ese laboratorio y cómo eso encaja en la salud pública.

WILL MAIR: Entonces, realmente, yo diría que la principal pregunta central en la que se enfoca mi laboratorio es realmente, ¿por qué tenemos más probabilidades de contraer enfermedades cuando somos mayores que cuando somos jóvenes? Esto es algo de lo que obviamente & # 8211 & # 8217 estamos muy conscientes. Suena muy obvio, pero ¿cuál es la razón biológica que lo sustenta? ¿Hay algo que podamos hacer al respecto?

Básicamente, cuando se piensa en la salud pública, identificamos los factores de riesgo de los problemas de salud pública y luego tratamos de deshacernos de ellos. Y pensamos en el envejecimiento como factor de riesgo. ¿Podemos hacer algo sobre hasta qué punto la edad es un factor de riesgo para diferentes enfermedades crónicas?

NOAH LEAVITT: Entonces sé que uno de sus principales objetivos es comprender la biología básica del proceso de envejecimiento. Así que supongo & # 8211 una especie de pregunta de dos partes & # 8211 ¿qué significa eso y por qué es importante que entendamos estos procesos biológicos?

WILL MAIR: Así que esa es una gran pregunta.Entonces, cuando pensamos en la esperanza de vida humana, una cosa que es realmente sorprendente es que hemos tenido un éxito asombroso en los últimos 100 años más o menos en el aumento de nuestra esperanza de vida. Así que hemos añadido, en los Estados Unidos, algo así como 30 años al tiempo en el que podemos esperar vivir, y eso es cierto en todo el mundo.

Y eso no tiene nada que ver con la velocidad a la que envejecemos. Eso no afectó realmente el proceso de envejecimiento. Eso ha sido realmente a través de éxitos básicos de salud pública. Así que deshacernos de las cosas que solían matarnos cuando éramos jóvenes nos permitió a todos sobrevivir hasta que estuviéramos en etapas avanzadas.

Lo que pasa es que cuando evolucionamos, nuestros antepasados ​​no tuvieron la suerte de tener ese mismo tipo de salud pública, ¿verdad? Y entonces la evolución es algo bastante ahorrativo. Solo desarrollamos la capacidad para mantenernos a nosotros mismos y a nuestros cuerpos durante el tiempo que podemos esperar vivir.

Y así, como no estuvimos sobreviviendo tanto tiempo durante el curso de la evolución humana, nuestros cuerpos no se han puesto al día con los éxitos de la salud pública de alguna manera. Así que ahora, porque hemos añadido estos años extra a nuestras vidas, hemos expuesto la fragilidad de nuestros cuerpos. Hemos expuesto el hecho de que no hemos evolucionado para vivir tanto tiempo, lo que significa que hemos agregado todas estas enfermedades crónicas diferentes, en niveles más altos de lo que hemos visto antes, porque hemos sido víctimas de nuestra enfermedad. propio éxito realmente.

Debido a que estamos viviendo mucho más tiempo, estamos experimentando estas enfermedades. Así que ahora, en los próximos 100 años más o menos, o el tiempo que sea necesario para la salud pública, un enfoque real es pensar, ¿podemos hacer que esos años adicionales en los que hemos agregado sean saludables, en lugar de aquellos en los que experimentamos altos niveles de enfermedades crónicas? comorbilidades?

NOAH LEAVITT: Entonces, en cierto sentido, debido a que la escala de tiempos evolutivos es tan larga, la medicina básicamente ha superado lo que nuestros cuerpos pueden hacer.

WILL MAIR: Por supuesto. Y puedes ver eso si miras el mundo natural. Si miras dónde vemos el envejecimiento, no tiendes a ver animales viejos en la naturaleza. Ves animales viejos cuando los ponemos en zoológicos, cuando los domesticamos. Los animales de vida más larga tienden a vivir en lugares donde los niveles de peligro son realmente bajos, como en las poblaciones de islas, por ejemplo.

Y así, efectivamente, eso es lo que nos hemos hecho a nosotros mismos con el éxito de la salud pública. Casi nos hemos domesticado de alguna manera. Así que hemos detenido muchas cosas que solían causarnos la muerte y la muerte prematura en nuestras vidas jóvenes, y hemos experimentado estas cosas, y hemos expuesto esto: tienes toda la razón. La salud pública ha superado a la evolución, pero eso no significa que no podamos hacer algo al respecto si podemos comprender la biología básica que va mal en nuestras células en estos años adicionales que hemos agregado.

NOAH LEAVITT: Y por eso mencionaste hace un minuto esta idea de hacer que esos años agregados sean más saludables y mejores. Y dijiste algo interesante en una entrevista de 2012 con la revista Harvard Public Health, no puedes cambiar la edad de un animal, pero puedes cambiar la edad. ¿Hubo un momento en particular que te ayudó a darte cuenta de eso, y supongo, cómo ese punto de vista ha informado tu trabajo a lo largo de tu carrera?

WILL MAIR: Sí, eso es absolutamente cierto. Así que no puedo hacer nada sobre la edad de alguien, pero se puede cambiar la edad biológica de una célula y de un organismo modelo en el laboratorio. Y este es realmente un tema central de mi laboratorio, estamos interesados ​​en lo que pensamos y llamamos la plasticidad del proceso de envejecimiento, es decir, la capacidad de modular la velocidad a la que un organismo puede envejecer, a través de diferentes manipulaciones. Algunos de ellos son dietéticos, algunos de ellos son genéticos o farmacológicos.

Entonces esta es una observación realmente poderosa. Y realmente, para mí, una de las cosas que me expusieron por primera vez a esto fue el trabajo que hice ahora 17, hace 18 años como estudiante de posgrado en Londres, estaba usando Drosophila, que es la mosca de la fruta, que es una herramienta que usaba & # 8217s. en el laboratorio a menudo para estudiar genética y preguntar los vínculos entre la alimentación y la cantidad de comida que comerían los animales, y el tiempo que vivirían.

Y entonces esto estaba mirando este proceso llamado restricción dietética, que se define como la reducción de alimentos y la ingesta de alimentos sin desnutrición. Y se ha demostrado que este proceso aumenta la vida útil de todos los animales en los que lo hemos probado, ya sea una levadura unicelular, una mosca de la fruta, un ratón o, en realidad, un mono rhesus, un primate no humano.

Y estaba trabajando en Drosophila, en estas moscas de la fruta, y preguntaba, bueno, ¿tienes que darles menos comida a lo largo de su vida, o hay algo que podrías hacer muy tarde en su vida? Y lo que hice fue & # 8211, como le dirá alguien que trabaja en demografía en la Facultad de Salud Pública, para hacer estudios de cambios agudos, se necesitan muestras de gran tamaño. Y yo era el tipo de estudiante de posgrado que estaría feliz & # 8211 si eso significara contar muchos animales, contaría muchos animales.

Así que hice estos estudios en los que restringimos la dieta e imponíamos restricciones dietéticas a las moscas, con miles de animales, cuando eran muy mayores. Y lo que vimos fue realmente sorprendente. En dos días, estos animales que ya eran viejos, ya mostraban signos de senescencia, ya no volaban, se veían un poco demacrados, rápidamente revirtieron esos fenotipos de envejecimiento. Y, de hecho, en 48 horas, no se podía notar la diferencia entre las moscas que habían estado restringidas en la dieta durante toda su vida y algunas que habían estado comiendo todo lo que querían, hasta que fueron bastante mayores, y luego solo se restringió la dieta. por dos días.

Y eso fue realmente un ejemplo para mí que fue muy obvio. Estaba mirando por el microscopio, el envejecimiento es una cosa de plástico, por lo que las moscas tenían la misma edad, pero había una gran diferencia en su juventud. Y eso se había invertido de forma muy aguda.

Entonces, parte del trabajo que hacemos ahora es tratar de comprender, bueno, ¿cuáles son los mecanismos que subyacen a eso a nivel celular? ¿Podríamos apuntar a algunos de ellos para obtener beneficios terapéuticos?

NOAH LEAVITT: Así que quiero profundizar más en la parte del ayuno por un minuto, pero solo para seguir ahí, quiero decir, eso parece un muy buen ejemplo de lo que estabas hablando, de una especie de apuntar al proceso de envejecimiento en sí, y esta idea de que es este tipo de proceso plástico. Entonces, ¿por qué es una valiosa estrategia de salud pública, no solo enfocar los efectos del envejecimiento, sino también el proceso en sí?

WILL MAIR: Esa es una gran pregunta de nuevo. Así que creo que una de las razones se debe a la forma en que se contraen las enfermedades a diferentes edades. Así que hay cosas que solían matar en nuestra juventud, enfermedades infecciosas, cosas que hemos recorrido un largo camino, el saneamiento, la educación, la salud pública ha recorrido un largo camino para deshacernos de esas cosas. Estos son eventos agudos que pueden sucederle a un individuo. Si pudiera deshacerse de ese proceso, eliminar ese problema, ellos & # 8217d sobrevivirían y vivirían hasta la edad adulta.

Desafortunadamente, cuando pasamos de los 65, tendemos a tener múltiples afecciones crónicas diferentes al mismo tiempo. Por lo tanto, no tiende a tener un solo problema de salud pública o de salud cuando es mayor, tiene varios. Y esto realmente significa que la forma en que nos enfocamos en las enfermedades una a la vez en realidad no tiene el potencial de tener tanto beneficio como usted espera. Si nuestro objetivo es mejorar estos 30 años, hemos añadido y haremos que la gente viva realmente una vida libre de enfermedades, sana y feliz, de hecho, a nivel estadístico, si se deshace de una enfermedad en su totalidad, si & # 8217re quedo con otras enfermedades crónicas, todos los que comparten un factor de riesgo, que es la edad del paciente, pero que pueden tener diferentes causas proximales, todavía te quedan con ellas.

Entonces, lo que pensamos es, si podemos enfocarnos en la edad misma, o al menos la razón por la que la edad es un factor de riesgo, ¿cuáles son los vínculos centrales entre la edad y estas diferentes enfermedades? Tal vez podamos aumentar nuestro rendimiento por nuestro dinero. Realmente, podemos tener un efecto sobre la salud y ser más preventivos, en lugar de tratar de curar cada uno al mismo tiempo.

NOAH LEAVITT: Quiero decir, que parece un argumento bastante bueno, supongo, para el valor de este enfoque holístico de salud pública, porque no es sólo en la investigación de Alzheimer, en la investigación de enfermedades cardíacas, etcétera. Supongo que estás obligado a unir todas esas disciplinas diferentes.

WILL MAIR: Creo que & # 8217 es exactamente correcto. Y realmente, no dice que el enfoque alternativo sea incorrecto. Por supuesto, necesitamos enfoques médicos para abordar cada enfermedad diferente, pero lo que realmente queremos pensar y ser un poco más flexibles sobre cómo podríamos abordar este enfoque de salud pública. No estamos realmente preparados para la carga que supondrán estas enfermedades de la vejez sobre el sistema de salud pública, por lo que debemos pensar un poco más creativamente. Y creo que si podemos encontrar vínculos biológicos centrales que ocurren en un paciente anciano, y también en un animal viejo en el laboratorio, por ejemplo, que causan un mayor riesgo de diferentes fenotipos de enfermedades, si podemos modular algunos de ellos de manera centralizada, puede tener un efecto.

Uno de esos en los que pensamos mucho en el laboratorio, en mi departamento, el Metabolismo Molecular, es en los vínculos del metabolismo y la disfunción metabólica, entonces, cómo su cuerpo procesa los nutrientes que obtiene. Y si eso va mal con la edad, ¿puede provocar muchos síntomas diferentes, muchas enfermedades diferentes relacionadas con la edad en la vejez?

NOAH LEAVITT: ¿Y entonces es ahí donde entra el trabajo de ayuno? Porque si conocemos la clave, si el metabolismo es un factor clave en el envejecimiento, ¿es lo que te ha llevado a investigar el ayuno?

WILL MAIR: Bueno, el vínculo del ayuno vuelve a esta idea de evolución. Así que hay una especie de cita famosa en la ciencia de que nada tiene sentido en biología excepto a la luz de la evolución. Y cuando piensas en el trabajo que la gente como yo está tratando de hacer, estamos tratando de encontrar, ¿hay interruptores inherentes en una persona, en un organismo, que puedas lanzar, que puedan alterar esa tasa de envejecimiento? Entonces, ¿qué estaban haciendo esas moscas para lograr alterar su tasa intrínseca de envejecimiento biológico?

Entonces, cuando se piensa en la evolución y en lo que hace que un animal esté en mejor forma, por lo general vive rápido, morir joven es el mejor enfoque. Es importante volverse vigoroso, crecer rápidamente, reproducirse y todas estas cosas. No hay ninguna ventaja en ralentizar el envejecimiento durante la evolución normal, porque en realidad, no se muere de vejez, se muere de diferentes cosas.

Entonces, lo que queremos pensar es, ¿dónde habría casos en los que frenar el envejecimiento sea realmente ventajoso? Y el ayuno es una de esas cosas. Si piensa en una situación en la que se redujo la disponibilidad de alimentos, ahora, de repente, el mejor enfoque, el que realmente aumentaría sus posibilidades de transmitir sus genes a la siguiente generación, que es efectivamente todo lo que la evolución está tratando de hacer, es en realidad pensar, bueno, ahora no es un buen momento para reproducirse. ¿Qué pasa si ralentizamos el proceso de envejecimiento del individuo y tratamos de ver esos tiempos difíciles hasta que vuelva la comida y luego pueda reiniciar nuevamente?

Entonces, en realidad, esa es la razón por la que estamos interesados ​​en el ayuno, porque cuando impones eso en un laboratorio, eso es lo que realmente vemos. De repente, un animal regula todas estas diferentes capacidades para mantener su resistencia al estrés, su resistencia a las enfermedades, en realidad.

Entonces, si le das a un animal menos comida y luego observas los resultados de la enfermedad, es increíblemente sorprendente. Tienen cáncer a una edad más avanzada. Se protegen contra los trastornos neurológicos. Entonces, cuando se reduce la ingesta de alimentos, se protegen múltiples afecciones crónicas diferentes que ocurren con la vejez, y eso, en realidad, lo está reproduciendo, ahora vivir rápido y morir joven no es ventajoso. Ahora es mejor reducir un poco la velocidad y esperar.

Así que esa es la razón por la que estamos interesados. Esa es una de las formas más comunes de inducir esta plasticidad del envejecimiento, es observar la modulación entre la ingesta de nutrientes y el riesgo de envejecimiento.

NOAH LEAVITT: Y entonces usted & # 8217 ha mencionado cuáles han sido algunos de sus hallazgos clave. Lo que creo que es interesante es que en su laboratorio, usa un gusano C elegans. Y por todo lo que entiendo, supongo que es una parte muy poderosa de la investigación. Entonces, ¿por qué ha elegido usar ese gusano, y tal vez qué le permite hacer eso mientras estudia algo como la restricción dietética?

WILL MAIR: Lo hacemos. Usamos este gusano nematodo, que es un animal muy microscópico de dos milímetros de largo que vive en el compost del suelo. Y vive en todas partes. No es un gusano nematodo patológico que vive dentro de ti. Vive libre en el suelo.

Y la razón por la que lo usamos es en realidad porque este gusano nematodo fue fundamental para iniciar realmente el campo de la biología molecular del envejecimiento. Entonces, cuando observamos los descubrimientos en ciencia básica, mucho de lo que sabemos sobre la biología humana no proviene del estudio de los humanos. Así que sabemos mucho sobre bioquímica al estudiar la levadura en el laboratorio. Sabemos mucho sobre genética gracias al estudio de las moscas de la fruta.

Y para el envejecimiento, mucho de lo que sabemos acerca de cómo se puede modular la tasa de envejecimiento con una sola intervención proviene de este peculiar gusano, donde alguien en los & # 821790s hizo un experimento en el que buscaba manipulaciones genéticas únicas que pudieran retrasar el envejecimiento. tasa de un animal. Y estos animales son increíblemente fáciles de manipular en el laboratorio. Lo principal es que envejecen muy rápido. Entonces viven y mueren en aproximadamente dos semanas, y durante ese tiempo, realmente puedes observar y estudiar el envejecimiento en tiempo real.

Y lo que se demostró fue que si se modula un gen en particular en esos animales, se cambia su función, ahora en lugar de vivir y morir en unas dos semanas, realmente reducirían la tasa de envejecimiento y vivirían unas cinco semanas. Y no vivieron tres semanas más en una vida miserable en un estado envejecido. Parecían mucho más jóvenes en la vejez.

Y esa fue una conclusión y una observación realmente sorprendente. Pero, por supuesto, nadie & # 8217 está interesado en hacer que los gusanos vivan mucho tiempo. Lo que fue realmente importante es que en los siguientes 15, 20 años de ese campo, esa misma vía genética que ralentizó la tasa de envejecimiento de este pequeño gusano fue mostrada por otros científicos, de hecho en el laboratorio en el que hice mi doctorado en Inglaterra, para ralentizar la edad de una mosca de la fruta y luego en un ratón. Y así subimos por esta cadena.

Y ahora, en esta era en la que realmente podemos mirar & # 8211 con la poderosa capacidad computacional y de secuenciación que tenemos en estos días & # 8211, mirar a los seres humanos que envejecen muy sanos, por lo que los centenarios, y preguntar, qué cambios en los genes de estos centenarios son diferente entre simples mortales como yo? Lo que fue realmente sorprendente fue que vimos cambios en las mismas vías que modulan el envejecimiento en ese gusano nematodo.

Así que esto es realmente lo que hacemos en ciencia básica, podemos ir hacia atrás y hacia adelante entre el descubrimiento rápido y barato en un sistema simple, encontrar algo y luego preguntarnos, ¿qué tan relevante es esto para la biología? Porque lo que es realmente sorprendente es que un gusano nematodo que vive dos semanas en mi laboratorio tiene unos 20.000 genes. Tú y yo tenemos unos 22.000 genes. No somos tan diferentes genéticamente. Es evidente que somos más complicados, pero puede aprender biología básica sobre los seres humanos si observa la biología básica de estos sistemas simples.

NOAH LEAVITT: Entonces, cuando encuentres algo en el gusano, ¿qué sucede después? ¿Cuáles son los próximos pasos en el proceso de investigación del laboratorio?

WILL MAIR: Así que esa es una muy buena pregunta. Entonces, lo que queremos hacer es preguntar, si podemos usar esta herramienta rápida y barata para encontrar nueva biología, el siguiente paso clave es preguntar si esa biología es relevante solo para esos gusanos o si son relevantes para la salud de los mamíferos. Y ese sería el siguiente paso clave.

Así que tome un ejemplo de nuestro trabajo el año pasado en esta maquinaria de empalme de ARN. El siguiente paso es utilizar ese descubrimiento. Solo podría haber hecho ese descubrimiento en un sistema rápido como el gusano nematodo. No podrías haber hecho esos experimentos en un sistema de mamíferos.

Pero una vez que hicimos el descubrimiento básico, redactamos las subvenciones y, afortunadamente, la Federación Estadounidense de Investigación del Envejecimiento nos financió para analizar esto en células de mamíferos y en modelos murinos. Para que hagas el descubrimiento rápido de cosas novedosas en un sistema simple & # 8211 no tan simple pero, ya sabes & # 8211 en un sistema rápido, al menos, en un sistema barato, y luego tomas eso, así que seleccionas todos los & # 8211 puedes hacer tantas preguntas diferentes en un sistema simple, y luego encuentras una que sea realmente emocionante, y luego tomas eso y miras en un sistema de mamíferos más complicado.

Así que esto es exactamente lo que estamos haciendo con el proyecto de empalme ahora, pero no podríamos haber hecho ese descubrimiento ni siquiera para hacer esa pregunta, no habríamos sabido dónde buscar si no hubiéramos comenzado con este gusano nematodo que vive en tu abono.

NOAH LEAVITT: Eso es realmente interesante. Entonces, en cierto sentido, como estaba diciendo, puede hacerlo de cualquier manera. Podrías encontrar algo en el gusano nematodo y luego escalarlo, o podrías observar el envejecimiento exitoso de cualquier ser humano y luego trabajar al revés, y tratar de averiguar quizás qué está pasando genéticamente.

WILL MAIR: El segundo punto es realmente emocionante. Por tanto, es una situación bastante extraña tener un genetista que trabaje con gusanos nematodos en una escuela de salud pública. Entonces, cuando postulé para puestos docentes, esta fue la única escuela de salud pública a la que postulé. El resto eran facultades de medicina, departamentos de genética. La razón por la que lo hice es que somos una escuela de salud pública única y tenemos este gran componente de ciencia básica.

Y lo que me gustaría hacer es hacer exactamente lo que usted está sugiriendo. Así que el mantra anterior del decano era que miramos la salud pública y los genes del mundo. Y eso es algo maravilloso, y podemos estudiar el envejecimiento en el nivel genético y en el nivel de las ciencias básicas, y luego en el nivel de las ciencias humanas y sociales.

Pero lo que podemos hacer girar ahora es que realmente podemos pasar de los globos a los genes, y luego regresar. Así que ahora, en este momento enorme y emocionante, donde tenemos avances en capacidad computacional, aprendizaje automático y genética humana, y en ingeniería del genoma, podemos tomar cosas que vemos y observamos en poblaciones humanas, hacer esas modificaciones, ver qué lo hacen mecánicamente en el entorno del laboratorio y luego regresan.

Entonces, el objetivo, en el futuro, es integrar realmente ambos lados de estos datos, lo que podemos aprender de los estudios en humanos, lo que podemos aprender de los estudios de nutrición en humanos, llevar eso al laboratorio y retroceder y avanzar. Y creo que esto es realmente una gran fortaleza de nuestra escuela aquí y lo que realmente estamos tratando de hacer en los próximos años y seguir adelante.

NOAH LEAVITT: Y aquí & # 8217s es lo que encontraste hasta ahora. ¿Cuáles son, supongo, algunos de los mayores beneficios potenciales de la restricción dietética, y supongo que hay desventajas? ¿Y cómo intentas equilibrar esos dos?

WILL MAIR: Creo que eso es absolutamente cierto. Entonces, la restricción dietética es un enfoque muy poderoso para aumentar la cantidad de tiempo que un animal puede vivir y su protección contra las enfermedades, pero existen muchas desventajas en la restricción dietética.

Uno de los más importantes es que es bastante miserable. Estaría bastante hambriento la mayor parte del tiempo. No es algo que yo recomendaría hacer personalmente. Por lo tanto, es una decisión de estilo de vida difícil si intentara hacerlo usted mismo, pero también porque existen efectos perjudiciales biológicos y fisiológicos reales de la restricción dietética, la pérdida de peso tan severa y, en el caso de los humanos, muchos & # 8211 algunos problemas con la capacidad inmunológica suprimida y varias cosas.

Entonces, lo que realmente nos interesa hacer es tratar de comprender, ¿podemos desvincular los efectos beneficiosos de los cambios en la dieta sobre la salud humana, y sobre la salud en general, de esos efectos fisiológicos negativos? Y para hacer eso, realmente necesitamos entender qué son los sensores moleculares, en las células y en nuestros cuerpos, que realmente traducen los cambios en los alimentos que están llegando al resultado sobre el envejecimiento y la resistencia a las enfermedades.

Así que hemos comenzado a hacer eso en el laboratorio, de hecho, y hemos encontrado objetivos moleculares particulares que son selectivos para los efectos del envejecimiento de la restricción dietética. Y ahora estamos comenzando a construirlos y preguntarnos, bueno, ¿qué están haciendo? ¿Podemos encontrar formas de manipularlos directamente? Y ese es un objetivo realmente clave

Creo que durante mucho tiempo se pensó que se necesitaban los efectos negativos para obtener los efectos beneficiosos. Creo que los & # 8217 realmente se han revertido en los últimos dos o tres años, lo cual es una vía emocionante para la investigación.

NOAH LEAVITT: Y mirando hacia el futuro, ¿cómo se vería un potencial terapéutico, cuando puede descubrir la mejor manera de obtener el beneficio sin esos efectos negativos?

WILL MAIR: Bueno, creo que para cualquier tipo de tratamiento terapéutico a largo plazo, necesitamos identificar objetivos. Eso es, en última instancia, lo que queremos hacer. A menos que los cambios en la dieta realmente se conviertan en algo que todo el mundo desee para obtener beneficios para la salud, creo que, en última instancia, habrá personas como yo, que todavía querrán tener su pastel y comer, ¿no?

Entonces, debemos entender, ¿existen efectos terapéuticos que podamos utilizar que puedan aprovechar algunos de estos mecanismos para obtener beneficios? Entonces, lo que tendremos que hacer, y estamos comenzando a hacer, en el campo es identificar esos interruptores moleculares en las células que realmente detectan la energía y luego traducirla en protección contra enfermedades. Y luego, una vez que hayamos identificado esos objetivos y podamos mostrar la cadena evolutiva que estos funcionan en células de mamíferos y en células humanas, y que potencialmente, tendrían beneficios para la salud humana, entonces debemos cooperar con nuestros colegas de la compañía farmacéutica y luego hacer objetivos de drogas para diseñar esas cosas.

Y esto es algo que ya estamos empezando a hacer en el campo del envejecimiento. Disponemos de pequeñas moléculas con las que puedes alimentar a los animales de laboratorio, y recapitular los efectos beneficiosos de una dieta baja, sin darles una dieta baja. La pregunta es, ¿se traducirán en beneficios para la salud humana? Y esos estudios están en curso. ¿Y también inducen algunos de esos efectos secundarios negativos? Y creo que es una gran pregunta que está muy abierta en este momento y en la que estamos tratando de trabajar activamente.

NOAH LEAVITT: Así que mencionaste que, obviamente, sería genial si todos pudieran hacer cambios en la dieta. Y creo que es interesante, porque el ayuno intermitente se ha convertido recientemente en una tendencia muy popular. ¿Existe alguna evidencia de que los beneficios que ha visto en los estudios con animales se traduzcan en la salud humana? Quiero decir, ¿y qué trabajo queda por hacer para, supongo, llegar a ese punto en el que podríamos hacer algunas declaraciones sobre el ayuno intermitente y la salud humana?

WILL MAIR: Creo que siempre hay un gran interés en las diferentes tendencias dietéticas, y pasamos mucho tiempo discutiendo esto en este momento. El ayuno intermitente es uno, hay alimentación restringida en el tiempo, restricción dietética, dietas cetogénicas.

Y creo que lo que está claro es que cuando piensas en diferentes culturas de la humanidad, en muchas culturas y religiones diferentes, siempre ha habido algún vínculo entre un período de ayuno. Y si ves que algo sucede muchas veces, es probable que haya algo realmente en eso. Y creo que está claro que algunos de los efectos que vemos del ayuno en los sistemas modelo en el laboratorio, ahora hay datos que analizan el tipo de ensayos de intervención en humanos, en los que se intenta dar un período corto de ayuno y observar los resultados de salud, y ven algún beneficio.

Lo que creo que es interesante de mi trabajo, y lo que estamos tratando de hacer en el laboratorio, es que yo personalmente no estoy de acuerdo con la idea de que habrá una dieta que es la dieta universal de salud para todos. Sabemos por el trabajo en el laboratorio que diferentes genotipos, diferentes sexos responden de manera muy diferente a diferentes intervenciones nutricionales. Y hay & # 8217s algunos & # 8211 como siempre, hay & # 8217s algo de biología subyacente a eso.

Entonces, lo que mi laboratorio está realmente interesado en hacer es tratar de comprender cómo podemos predecir con anticipación cuál será la intervención dietética que beneficiará a un genotipo en particular, un individuo en particular o un animal salvaje en particular. Y, por lo tanto, estamos trabajando muy de cerca con Jeff Miller en el departamento de bioestados aquí para combinar enfoques de aprendizaje automático, donde puede dar sentido a estos enormes datos, y la ciencia básica en el laboratorio, para ir hacia atrás y hacia adelante mirando, OK, Si damos la misma intervención dietética a diferentes genotipos, diferentes individuos, y vemos una respuesta diferente, ¿podemos entender el mecanismo detrás de esa respuesta diferente? Y luego, ¿podemos modular eso, usando cosas como CRISPR y la modificación del genoma, o más emocionante, tomar algo que solo sabemos que es el genoma del animal y predecir cuál podría ser la intervención dietética correcta, la intervención farmacológica?

Por lo tanto, eso es lo que realmente veo que va a ser, en lugar de decir, está bien, es un ayuno intermitente lo que debes hacer, o es una alimentación restringida en el tiempo, la respuesta podría ser diferente para mí y diferente para ti, ¿verdad? . Entonces, realmente, lo que debemos entender es cómo podemos predecir el enfoque de la medicina personalizada para el envejecimiento. ¿Cómo podemos predecir el tipo de intervención que beneficiaría a diferentes genotipos? Y tenemos que empezar con el trabajo en el laboratorio y construir, como ha funcionado con tanto éxito antes.

Entonces, uno de los otros proyectos en el laboratorio que me parece realmente interesante, cuando pensamos en cómo la dieta afecta el riesgo de enfermedades y la tasa de envejecimiento, ¿es realmente lo que el animal está comiendo o es lo que el animal percibe que está comiendo? Así que publicamos un artículo hace dos años, o quizás hace tres años, donde efectivamente, diseñamos genéticamente uno de estos gusanos nematodos para que el sensor de energía, que detecta cuánta comida está comiendo, siempre & # 8220 pensó & # 8221 entre comillas, que estaba comiendo menos, verdad.

Entonces, cuando modula este sensor de energía & # 8211 y esta es la misma proteína a la que se dirige la metformina, a la que se dirige si no desayunó o si corrió mucho esta mañana, esto se activa. Cuando activamos esa enzima en cada célula del animal, vivieron mucho tiempo. A pesar de que no comían mucho, seguían comiendo tanto como querían.

Y luego queríamos preguntar, bueno, ¿qué pasaría si cambiamos el sistema nervioso para que de hecho, el sistema nervioso, lo que percibe la ingesta energética, pensara que el animal estaba alimentado? Y también lo hicimos genéticamente. Así que teníamos este organismo, esta especie en el laboratorio, donde el cuerpo efectivamente pensó que estaba alimentado y el cerebro pensó que era & # 8211 el cuerpo pensó que estaba en ayunas, lo siento, y el cerebro pensó que estaba alimentado, y preguntamos quién gana. ?

Y el ganador fue el cerebro, de hecho. Entonces, de hecho, la percepción de la ingesta de alimentos superó el estado energético real del cuerpo. Así que ahora estamos realmente interesados ​​en resolver esto en diferentes sistemas. Y lo que hacemos es cuando trabajamos en el gusano nematodo, y esto también es cierto para el proyecto de empalme, el siguiente paso es llevar eso a las células humanas, llevarlo a un organismo modelo más complicado como el ratón y preguntar: ¿Eso es cierto?

Entonces, si eso es cierto, realmente comienza a pensar, bueno, ¿son las formas en que podemos engañar a nuestros cuerpos para que piensen que están comiendo menos, incluso si no lo están? Y esta es un área de investigación realmente interesante, este equilibrio entre la percepción de la ingesta de alimentos y la ingesta real de alimentos, y lo que eso podría significar para la fisiología y el riesgo de enfermedad.

NOAH LEAVITT: Así que solo un rápido seguimiento allí, así que lo que estás diciendo es que básicamente eres como, no tendrías que estar restringido en la dieta, pero podrías engañar a tu cuerpo para que piense que estás restringido en la dieta. ¿Cómo influyen los nutrientes en eso?

Así que me pregunto si algo que explorarías en el futuro, como porque supongo que la restricción dietética es una parte de ella, pero si mi dieta es como carbohidratos versus grasas saludables, quiero decir, tal vez esos no lo sean. 8217t es igual a. Entonces, ¿es eso algo que has empezado a ver?

WILL MAIR: Bueno, creo que esto se refleja en cómo tu cuerpo procesa los nutrientes que toma. En realidad, solo tiene dos opciones, o las usa o las almacena, y ese tipo de regulación aguda de cómo usa los diferentes nutrientes es realmente lo que entendemos por metabolismo. Hay muchas formas diferentes de hacerlo y, a medida que envejece, pierde la capacidad de regularlo correctamente. Entonces, cuando tome las decisiones equivocadas con sus metabolitos, entonces, o los almacena cuando no debería, o los almacena en el lugar equivocado, y eso conduce al riesgo de enfermedad.

Su pregunta es si eso está sucediendo realmente en, digamos, un tejido en particular, que tal vez sea un tejido de almacenamiento de grasa. ¿Es el tejido el que toma la decisión o el cerebro participa en ese proceso de toma de decisiones?

Y lo que sí sabemos es que existe lo que llamamos regulación central y metabolismo. El cerebro tiene una gran influencia sobre cómo el resto del cuerpo maneja sus nutrientes. E incluso los diferentes tejidos se comunican entre sí para modular lo que están haciendo en respuesta a diferentes ingestas de nutrientes. Tenemos trabajo aquí por el laboratorio de Hotamisligil, analizando diferentes tipos de lípidos que van entre diferentes tejidos que pueden afectar su capacidad para lidiar con el metabolismo y regular el metabolismo.

Entonces, lo que nuestro trabajo, si fuera cierto y se mantuviera, diría, que tal vez esa regulación central, la forma en que el cerebro está orquestando el resto del cuerpo, si eso va mal con el tiempo, o si puedes volver a ponerlo en jaque. , puedes regenerar las decisiones correctas en un animal viejo y luego hacer que tenga un estado más saludable. Entonces, realmente, los nutrientes terminarían siendo procesados ​​de una manera más juvenil. Recuperaría esa homeostasis y metabolismo dirigiendo este conductor central.

Si piensas en la orquesta, en realidad, ¿son los instrumentos los que están tocando la melodía incorrecta o es el director el que está haciendo lo incorrecto? Y nuestro trabajo sugeriría que tal vez fue el director. Entonces, si puede volver a controlar a esa persona, entonces tal vez pueda, nuevamente, volver a esta idea de, ¿existe una única terapia o una forma más simple de volver a controlar un sistema muy complejo? Y esa es una de las cosas que nos entusiasma mucho explorar.

NOAH LEAVITT: Eso es realmente fascinante. Quiero decir, supongo, ¿te sorprende que el campo haya llegado a este punto en el que eso es algo que de manera realista podría ser posible? Supongo, ¿te ha sorprendido eso? O cuando estaba haciendo su doctorado hace 17, 18 años, ¿es esto algo que realmente imaginó?

WILL MAIR: No sé que fui tan profético como estudiante de doctorado, pero seguiré adelante y diré que sí. Pero quiero decir, creo que & # 8211 me refiero a la investigación sobre el envejecimiento, es & # 8217 una ciencia muy interesante en la que trabajar, porque es muy personal para todo el mundo. Todos estamos envejeciendo. Todos vemos ahora, familiares que sufren de esta terrible y debilitante enfermedad crónica en la vejez, lo que significa que hay mucho interés en esta área.

Y la gente, sin duda, a medida que envejecen & # 8211 & # 8217 estoy cumpliendo 40 este año. Ya estoy empezando a sentir los signos de la edad. Entonces empiezas a pensar en tu propia mortalidad. Y entonces hay un gran impulso para encontrar estas intervenciones.

Y creo que lo que me sorprende es que estos estudios iniciales en los que usamos estos sistemas genéticos simples como estos gusanos nematodos, que fueron realmente geniales, científicamente y realmente sorprendentes y fueron en contra de todo lo que los biólogos evolutivos hubieran predicho, que se podría hacer uno. cosa y tener tal efecto sobre el envejecimiento, que eso realmente se ha traducido de esta manera increíble, tener estos mecanismos conservados compartidos del envejecimiento. Y creo que la restricción dietética es algo que es un fenotipo profundo, para usar una palabra mejor, el efecto profundo que vemos en el laboratorio es realmente sorprendente y realmente difícil de ignorar.

Si tiene casi cualquier modelo de enfermedad, en un ratón, digamos, en un laboratorio, la mejor manera de solucionarlo suele ser simplemente darle menos comida al ratón. Y esto realmente combina lo que vemos en la sociedad. Quiero decir, cuando hablamos del aumento de la esperanza de vida en todo el mundo con el tiempo, en realidad, sabemos que en diferentes estados de Estados Unidos no está aumentando tan rápido como en otros lugares. Sabemos que la obesidad y la disfunción metabólica pueden conducir a un mayor riesgo de enfermedades relacionadas con el envejecimiento en personas bastante jóvenes, no solo con diabetes, sino también con trastornos neurológicos y cáncer.

Por tanto, existe un claro interés, en el público, en los vínculos entre la edad y la enfermedad, y la nutrición y el riesgo de enfermedad. Y por lo tanto, esto es algo que se convierte en & # 8211 que empuja la ciencia aún más lejos, y creo que & # 8217 es una gran cosa.

NOAH LEAVITT: Y creo que lo mencionaste allí, pero me interesaría saber cómo ves la vinculación de tu trabajo con la salud pública en general, ya sea que trabaje con la nutrición o tal vez subestime los determinantes sociales de la salud. . Como mencionaste, quiero decir, la esperanza de vida puede variar según la geografía. Entonces, ¿cómo piensa tomar lo que está haciendo en el laboratorio y luego trabajar con otros, en diferentes disciplinas dentro de la salud pública, en el futuro?

WILL MAIR: Así que estamos empezando a hacer eso, como mencioné. Tenemos algo de trabajo que intentar y & # 8211 lo que & # 8217 nos gustaría hacer es movernos en estos ciclos iterativos entre el trabajo sobre poblaciones humanas, sobre macrodatos, sobre epidemiología genética y sobre nutrición. Hay personas en la escuela que tienen enormes conjuntos de datos sobre diferentes pacientes y la respuesta a la metformina, que es un medicamento que se usa para tratar la diabetes tipo 2. Uno de los objetivos & # 8211 indirectamente & # 8211 pero una de las cosas que hace la metformina es activar el mismo gen que usamos en nuestro laboratorio para hacer que los animales vivan más tiempo. Es un gen que se activa con el ejercicio.

Entonces, existe esta biología compartida que vincula todas estas cosas diferentes. Y lo que tenemos que empezar a hacer es tomar eso y hacer este ciclo en el que vamos hacia atrás y hacia adelante, y realmente hacer conexiones con aquellas personas que trabajan en nutrición y riesgo de enfermedades, aquellas personas que trabajan con metformina en poblaciones que envejecen, y vamos, mira , ahora realmente podemos probar la causalidad.

Lo que realmente queremos hacer no es simplemente terminar con esta serie de estudios de, esta variante genética se encuentra más a menudo en un lugar que en otro, y vamos, bueno, mira, podemos tomar eso y podemos recrear esa variante en el laboratorio, explíquelo, intente comprender la biología, y luego retome eso para tal vez efectuar un cambio en lo que hacemos en estudios sociales. Así que creo que es un momento muy emocionante para reunir estos campos dispares, y este es un lugar único para hacer eso aquí.

NOAH LEAVITT: ¿Cuáles son sus preguntas más importantes sin respuesta? ¿Cuáles son las preguntas más importantes que, supongo, le apasionan o entusiasma más responder en los próximos años?

WILL MAIR: Creo que uno de ellos mencioné. Así que publicamos un artículo en Nature el año pasado que analizaba un proceso llamado empalme y envejecimiento del ARN.

Y básicamente, para explicar en un concepto bastante simple qué es el empalme de ARN, entonces cuando el Proyecto Genoma Humano estaba en marcha, una de las cosas más sorprendentes que encontramos fue que en realidad no teníamos tantos genes. Tenemos, como dije, unos 22.000 genes. Pero, de hecho, en nuestros cuerpos, esos genes producen proteínas y hay cientos de miles de proteínas. Y entonces creamos esta diversidad tomando estos genes y moviéndolos en diferentes combinaciones para que se produzcan diferentes proteínas.

Y publicamos un artículo el año pasado que mostraba que este complicado sistema, que se llama empalme, por lo que empalmar las diferentes secuencias de genes, en realidad puede fallar en el envejecimiento y puede causar fenotipos de envejecimiento, está protegido cuando se restringe la dieta de los animales. Y, de hecho, algunas de las máquinas que causan el proceso de empalme son directamente responsables del efecto de restricción de la dieta, y si los ataca, puede hacer que un animal viva más tiempo sin la restricción dietética.

Así que fue un artículo genial. Pero enterrado al principio de ese artículo había un dato que era realmente interesante para mí. Una era que podíamos observar animales jóvenes, observar las diferentes combinaciones de empalme de un gen en particular y, básicamente, asignar una población, de animales muy jóvenes & # 8211 esto es gusanos nematodos de nuevo & # 8211 en dos poblaciones diferentes, una que tenía de especiado regulado y uno que tenía un empalme juvenil.

Y luego podríamos envejecerlos a ciegas. Y todos estos animales tienen el mismo genoma, todos están comiendo la misma comida, están todos en la incubadora a la misma temperatura.Pero podríamos predecir cuáles vivirían mucho y cuáles no, a partir de este evento de empalme en animales realmente primitivos.

Así que realmente podría & # 8211 una de las cosas más curiosas sobre el envejecimiento es la variación en los individuos. Entonces, incluso en estos gusanos nematodos que tenían el mismo genoma, algunos viven y envejecen y mueren a los 13 días, y algunos viven y envejecen y mueren a los 22 días. Eso es una gran diferencia. Y usando esta variante de empalme, podríamos predecirlo. Así que esto era casi un biomarcador de esperanza de vida.

Así que esa es una biología genial, pero de nuevo, cuando pensamos en & # 8211, no nos importan los gusanos. Pensamos en traducir esto a la terapéutica. ¿Qué haría eso, si pudiéramos hacer eso por mí y por ti? Quiero decir, para mí, si vas, está bien, Will, estás cumpliendo 40 este año, pero realmente, estás cumpliendo 50 biológicamente, o realmente, estás cumpliendo 30 biológicamente, puedo estar feliz o triste por eso. y tal vez hacer un poco más de ejercicio, pero en realidad, ¿qué hago con esa información?

Lo que me gustaría hacer & # 8211 y es & # 8217 un enfoque de nuestro laboratorio que estamos empezando a hacer. Estamos buscando financiación sobre la que realmente basarnos ... es tomar ese tipo de lecturas y, como ya hemos hablado, ¿podemos predecir si responderá a esta dieta que a otra, a este fármaco que a otro, a esta intervención genómica? .

Y entonces sabemos que tenemos muchas formas en el laboratorio, no solo de nuestro trabajo, de muchos otros laboratorios, para hacer que los animales vivan mucho tiempo. Sin embargo, funcionan de manera diferente en diferentes cosas. Algunas formas solo funcionan en hombres, algunas solo funcionan en mujeres, algunas solo funcionan en la vejez, en la juventud.

Entonces, lo que realmente queremos hacer es predecir, a partir de alguna lectura inherente y fácil de leer, cuál debería ser la intervención, y cuál sería la medicina antienvejecimiento personalizada para una persona o un individuo. Y esa es una oportunidad realmente emocionante que requiere la integración de muchas disciplinas. Requiere una gran capacidad estadística, capacidad computacional, edición del genoma, que de repente hemos tenido esta revolución recientemente en los últimos tres o cuatro años de edición del genoma CRISPR, lo cual es maravilloso para hacer este tipo de preguntas.

Así que realmente es donde quiero que vaya la investigación, que realmente vaya & # 8211 así que en lugar de tener & # 8211 en este momento, las cosas que hacemos para que un animal viva por mucho tiempo es el equivalente a tratar a un niño de 10 años por Alzheimer & # 8217, cierto. Ninguno de nosotros quiere eso. Queremos algo que podamos traducir en terapéutico en alguien que tiene edad, presenta un fenotipo enfermo y puede revertir algunos de los problemas de esa enfermedad.

Y también, podemos predecir con anticipación si funcionará o no. Esa es una gran pregunta, pero esa es una gran oportunidad para mí, y creo que ahora tenemos formas de hacerlo.

Esa fue nuestra entrevista con Will Mair sobre la ciencia del envejecimiento.

Y si desea obtener más información sobre el trabajo de su laboratorio, tendremos más información en nuestro sitio web, hsph.me/thisweekinhealth.

Y eso es todo por el episodio de esta semana.

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29 de marzo de 2018 - A menudo pensamos en el envejecimiento como un deterioro físico inevitable a medida que envejecemos, nuestros cuerpos se deterioran y las enfermedades comienzan a multiplicarse. Pero, ¿y si ese no fuera el caso? ¿Qué pasaría si pudiéramos cambiar la forma en que envejecemos y hacer que nuestros últimos años sean más saludables y satisfactorios? Esa es la pregunta que exploramos durante nuestra conversación en profundidad con Will Mair, profesor asociado de genética y enfermedades complejas. Mair & # 8217s Lab explora la biología básica del proceso de envejecimiento, tratando de comprender por qué tenemos más probabilidades de contraer enfermedades crónicas cuando somos viejos que cuando somos jóvenes. Buscan comprender qué es lo que realmente está fallando en nuestras células y tejidos para aumentar el riesgo de enfermedades relacionadas con la edad, y luego trabajan para encontrar formas de revertir eso. Es una investigación fascinante que tiene el potencial de cambiar la forma en que pensamos sobre el envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad.

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Un problema para Darwin: ¿Por qué envejecemos y morimos en lugar de vivir para siempre?

Sin embargo, el envejecimiento presenta una aparente paradoja para la teoría de la evolución. La premisa básica de la evolución, la selección natural, es que algunos rasgos que aparecen al azar se adaptan mejor a la supervivencia que otros. Las personas con esos rasgos preferenciales sobrevivirán para transmitirlos a las nuevas generaciones. Entre los humanos, la agudeza mental, la capacidad de planificar la caza y la recolección, y la destreza física, la capacidad de ejecutar la caza y la recolección, son dos de los rasgos humanos que sobrevivieron y evolucionaron con gran éxito.

Pero con el envejecimiento viene la demencia y la fragilidad. ¿Dónde está la ventaja en eso?

Leonid A. Gavrilov y Natalia S. Gavrilova en "Teorías evolutivas de
Envejecimiento y longevidad "(The Scientific World Journal, 2002) preguntan cómo es que la evolución conduce a" características tan extrañamente dañinas como la senescencia y las enfermedades degenerativas tardías en lugar de la eterna juventud y la inmortalidad ". ¿Cómo sucede eso, después de haber logrado el éxito milagroso que nos llevó de una sola célula desde la concepción hasta el nacimiento y luego a la madurez sexual y la edad adulta productiva? ¿El programa de desarrollo formado por la evolución biológica ni siquiera logra mantener los logros de su propio trabajo? "

Los Gavrilov señalan otra peculiaridad evolutiva sobre el envejecimiento. Obviamente, el envejecimiento ocurre mucho después de la vida útil necesaria para que nuestra especie continúe, "más allá del alcance de la selección natural". Porque si la selección natural es, de alguna manera simplista, la lucha por reproducirse, ese trabajo se realiza décadas antes de los efectos nocivos del envejecimiento.

Hace años, asistí a una conferencia del biólogo evolucionista Richard Levins en la que señaló que los humanos deben tener una esperanza de vida de solo veinticinco para asegurar la continuidad de la especie. Estamos bien equipados para reproducirnos en la adolescencia, y una esperanza de vida de veinticinco nos dejó con suficientes jóvenes mayores para transmitir la cantidad total de cultura necesaria para sobrevivir y evolucionar en la llanura africana a nuestra forma biológica actual. No solo la vejez, sino la mediana edad parece ser totalmente irrelevante para la supervivencia.

El co-descubrimiento de la selección natural, Alfred Rusell Wallace, planteó la hipótesis de la "muerte programada" como una explicación del envejecimiento ", cuando uno o más individuos han proporcionado un número suficiente de sucesores ellos mismos, como consumidores de alimentos en un grado en constante aumento, son un daño para esos sucesores. Por lo tanto, la selección natural los elimina ".

Esto me recuerda el libro, la obra de teatro y la película "On Borrowed Time", en la que un hombre atrapa la muerte en un árbol. Pero llega a ver las consecuencias de que nada muera: individuos que sufren de un dolor sin alivio y recursos escasos para todos. Eventualmente deja que la muerte salga del árbol para que el ciclo de vida y muerte pueda continuar.

El envejecimiento presenta lo que los Gavrilov llaman un "problema de tiempo", ya que, "Muchas manifestaciones del envejecimiento ocurren después del período reproductivo de los organismos en evolución en edades que están más allá del alcance de la selección natural".

Y proponen dos teorías evolutivas, que no se excluyen mutuamente, para explicar el envejecimiento.

La teoría de la acumulación de mutaciones encarna la idea de que aunque los rasgos relacionados con el envejecimiento (nos reproducimos años antes de envejecer) no se seleccionan para sobrevivir, no se seleccionan en contra. Un gen mutante que mata a los niños no se transmitirá a la siguiente generación, pero un gen negativo, por ejemplo, la enfermedad de Alzheimer, será neutral a la selección natural. Con el tiempo, estos genes no solo se transmitirán a las generaciones futuras, sino que sobrevivirán y se acumularán en la población humana.

Relacionada con la acumulación de mutaciones está la teoría de la pleiotropía antagónica, que es la idea de que algunos genes que tienen un valor de supervivencia para la reproducción conllevan efectos negativos a medida que envejecemos. Los genes pleiotrópicos tienen más de un efecto: en el envejecimiento, efectos antagónicos. Supongamos que hay un gen que promueve el crecimiento del calcio. Esto es bueno en la juventud. Los huesos fuertes promueven la supervivencia de los humanos en evolución cazadores-recolectores, pero la calcificación promueve la artritis en la vejez. Lo que es bueno para la reproducción puede no serlo para la longevidad.

Detrás de todo esto está la idea de que en el entorno en el que evolucionaron los seres humanos, el envejecimiento en sí no era una parte normal del ciclo de vida humano. Todavía en la Edad Media, la esperanza de vida de los seres humanos era sólo de la edad necesaria para la supervivencia de la especie de Richard Levins: unos 25 años.

Aparentemente, envejecemos porque los genes del envejecimiento son neutrales para la selección natural o los efectos secundarios negativos de los genes que en etapas tempranas de la vida promueven la supervivencia y la reproducción.

Para la ciencia, el envejecimiento es en realidad un fenómeno nuevo que está, por así decirlo, en su infancia.

En publicaciones futuras, iré más allá de la evolución y observaré algunos de los mecanismos del envejecimiento, sean cuales sean sus orígenes biológicos.


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