La vida eterna es matemáticamente imposible.

La vida eterna es matemáticamente imposible, dice la nueva teoría del envejecimiento

 
 

En 2016, cuando la FDA encendió la metformina, un medicamento que ha demostrado aumentar la vida útil hasta en un 40 por ciento en modelos animales, para ensayos en humanos, marcó la primera chispa de un cambio de paradigma en cómo vemos el envejecimiento y la longevidad.

En lugar de ser una parte inevitable de la vida, el envejecimiento puede ser una enfermedad de buena fe . Y como una enfermedad, podría ser potencialmente "tratada", demorada o incluso revertida, si solo tuviéramos las drogas correctas.

La decisión de la FDA fue la culminación de una serie de estudios en animales de alto perfil que intentaron -y tuvieron éxito- revertir el deterioro de los tejidos en los roedores viejos. La sangre de los jóvenes , la metamorfina y los senolíticos, medicamentos que eliminan las viejas células "filtradas" y no saludables como una limpieza biológica de primavera, reiniciaron los vacilantes huesos, corazones y cerebros de aquellos ancianos de roedores. Y no solo se volvieron más saludables, muchos también vivieron más tiempo.

Con muchos tratamientos que ingresan a los ensayos en humanos para las enfermedades asociadas al envejecimiento y un interés (y financiación) inquebrantable del sector privado, el impulso en el campo no muestra signos de detenerse. ¿Estamos a punto de superar el envejecimiento?

No tan rápido, dice un nuevo estudio de los Dres. Paul Nelson y Joanna Masel en la Universidad de Arizona.

Al aplicar el concepto de evolución a los habitantes de las células en nuestros cuerpos, el equipo construyó un modelo matemático que analiza cómo se comportan las células a medida que envejecemos. Y las noticias no son buenas.

Con el envejecimiento, la población de células sanas disminuye. Algunos pierden gradualmente sus funciones normales, dejan de dividirse y entran en un estado parecido al de un zombi, algo que los científicos llaman "senescencia". Otros mutan, obteniendo la capacidad de dividirse y propagarse incontrolablemente y volviéndose cancerosos.

Como resultado, deshacerse de ambos tipos de células problemáticas es imposible. Como un juego de whack-a-mole, cuando un tipo se controla, el otro se suelta y causa estragos.

"El envejecimiento es matemáticamente inevitable, como seriamente inevitable. Desde el punto de vista lógico, teórico y matemático, no hay escapatoria ",dice Masel, que publicó el estudio con Nelson en Proceedings of the National Academy of Sciences .

El mundo de las células

Nuestras células son como los protagonistas de una novela distópica: nacen en una sociedad rígida con papeles designados para jugar, y a medida que envejecen y pierden funciones, como un mecanismo de relojería, encienden un programa genético que les ordena suicidarse para el mayor bien: la salud general del organismo que forman.

En cierto modo, estas células viven en un "estado policial" a través de la competencia: las células sanas superan a las de más edad en cuanto a espacio y nutrientes, lo que garantiza que las sociedades que integran: tejidos y órganos sean administradas por miembros sanos y funcionen en la punta -plena forma. Las vidas de esas células envejecidas son solo un costo desafortunado.

Pero a veces, las células envejecidas contraatacan. Al cambiar su expresión génica, recuperan la capacidad de dividirse y diseminarse. Estas células cancerosas engañan al sistema: en lugar de cooperar por el bien común, son todas para ellos y perjudican al organismo que habitan.

En algún momento, un organismo multicelular como nosotros, los humanos, desarrollará células senescentes o cancerosas, explican los autores a Singularity Hub .

Competencia incompleta

Debido a que cada célula está impulsada por su propio conjunto de genes expresados, genes que se convierten en proteínas, podemos verlos como una sociedad de diferentes individuos sujetos a una presión de competencia grave.

Al igual que estudiar cómo los cambios genéticos en una especie impulsan su evolución, los científicos también pueden usar principios básicos similares para rastrear cómo se comportan las células ante un entorno cambiante, por ejemplo, a medida que envejecemos.

"Cuando las personas intentan responder a la pregunta '¿Por qué evolucionó el envejecimiento?', Generalmente lo hacen al preguntar '¿Por qué tenemos genes que nos hacen envejecer?' Está implícito en esta pregunta que puede haber genes que no nos hagan envejecer "y que algunas células individuales pueden tener la combinación correcta de genes que les permita ser sanos e inmortales", explican los autores.

Las teorías actuales sobre la evolución del envejecimiento implican que el envejecimiento podría detenerse si la competencia fuera lo suficientemente fuerte como para eliminar las células peligrosas y no saludables, es decir, tanto las senescentes como las cancerígenas.

En otras palabras, los científicos han supuesto que envejecemos porque la presión de selección no es perfecta: la evolución a nivel celular no está haciendo su trabajo.

Eso es lo que los autores se propusieron probar.

Un modelo de envejecimiento

El equipo comenzó con una idea básica: las células no pueden ser senescentes y cancerosas durante un período prolongado de tiempo. "Las mutaciones del cáncer representan cambios en los rasgos [que] regulan el ciclo celular y hacen que una célula rompa las reglas y se divida cuando no se supone que lo haga o se niega a morir cuando se supone que debe hacerlo", dice el equipo.

Estas mutaciones aumentan el vigor de la célula, pero disminuyen su cooperación; después de todo, las células cancerosas no funcionan bien.

Por el contrario, las mutaciones que conducen a la senescencia principalmente interfieren con el metabolismo de una célula, lo que provoca el cierre del crecimiento. Las células envejecidas pierden su vigor, pero al morir (o dejarse eliminar a través de la competencia) cooperan hasta el final.

Para ver cómo la competencia cambia la trayectoria evolutiva de una célula, el equipo utilizó un sistema matemático general y abstracto que muestra cómo las células evolucionan con el tiempo dependiendo de su estado actual.

Por ejemplo, con el envejecimiento, las acumulaciones de proteína de desecho se acumulan dentro de las células, lo que reduce su función y salud en general. Este y otros eventos perjudiciales conducen a cambios en los niveles de vigor y cooperación de la célula, lo que a su vez afecta la salud y la vida de un organismo.

Para Nelson y Masel, las mutaciones casi nunca son buenas. Una suposición crítica en nuestro modelo es que el organismo disminuirá con la edad, dicen los autores. Algunos científicos han propuesto que si las herramientas de reparación celular en el cuerpo son suficientemente fuertes, es posible mantener un genoma perfectamente sano indefinidamente, pero estos mecanismos de reparación se degradarán con el tiempo.

La solución del modelo condujo a una "verdad incómoda ": la competencia entre las células es una espada de doble filo, pero la falta de competencia produce una decadencia constante.

Cuando las células compiten por los recursos, las células senescentes se eliminan de manera eficiente y se reemplazan por células sanas, pero las mutaciones que conducen al cáncer proliferan. Esto causa una disminución en la salud del organismo porque la cooperación disminuye.

Si las células no compiten, por ejemplo, en los tejidos donde están completamente maduras y dejan de dividirse, como las neuronas, las células no saludables no pueden ser reemplazadas y los organismos disminuyen porque sus cuerpos están llenos de células viejas que no funcionan bien.

Lo que encontramos es que "la competencia, o la falta de ella, entre las células puede eliminar el cáncer o la senescencia, pero no ambas. Y mientras se mantiene un problema bajo control, el otro está empeorando, como un juego de whack-a-mole ", dicen los autores.

Combustible para el pensamiento

Si te sientes mal, hay un lado positivo.

Si bien el modelo dice que el envejecimiento inevitablemente ocurrirá, no descarta la posibilidad de desacelerar el proceso.

"Probablemente tenemos muchos rasgos puramente nocivos que nos hacen envejecer y morir prematuramente", y domarlos podría demorar "dramáticamente" el proceso, pero no indefinidamente, dicen los autores.

De hecho, la teoría incluso puede ayudar a las terapias contra el envejecimiento en la tubería.

Tome los senolíticos, drogas que atacan y matan a las células zombies envejecidas, por ejemplo. Aunque los estudios con roedores que usan estos medicamentos no han documentado mayores incidentes de cáncer, es un riesgo real.

Nuestro modelo muestra que "ese tipo de tratamiento llevaría a una disminución a corto plazo de los síntomas del envejecimiento seguido de un mayor riesgo de cáncer, ya que acaba de alentar a un grupo de células a comenzar a proliferar", dicen los autores.

Al final, podemos obtener el máximo provecho de nuestro dinero abordando las poblaciones problemáticas de células.

"El envejecimiento es un proceso dinámico en el que el cáncer y la senescencia celular cambian juntos, por lo que nuestros esfuerzos para enfrentar cada uno de esos problemas probablemente también deberían funcionar en concierto", dicen los autores.

 

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