Como contrarrestar las fallas estructurales proteicas del cerebro

A medida que envejecemos, la composición y la función de las proteínas en el cerebro cambian, lo que afecta el rendimiento cerebral en etapas posteriores de la vida e influye en la memoria, la capacidad de respuesta y el riesgo de enfermedades neurodegenerativas.

Un equipo internacional conformado por el Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento y el Instituto Fritz Lipmann (FLI) de Jena, ha descubierto que una modificación química específica, conocida como ubiquitinación, desempeña un papel crucial en estos procesos. Esta modificación determina qué proteínas permanecen activas y cuáles son destinadas a la degradación. Las proteínas desempeñan funciones vitales en el cerebro: controlan el metabolismo, la transmisión de señales y el equilibrio energético celular. Para funcionar correctamente, deben degradarse, renovarse o modificarse químicamente de forma constante. Una de estas modificaciones, la ubiquitinación, actúa como una especie de etiqueta molecular: marca las proteínas para su degradación y regula su actividad.

Con la edad, el sistema interno de reciclaje celular también empieza a fallar. El proteasoma una máquina molecular encargada de descomponer las proteínas dañadas o innecesarias pierde eficacia gradualmente. Como resultado, las proteínas marcadas para su eliminación con ubiquitina comienzan a acumularse en el cerebro, una clara señal de que su maquinaria de limpieza celular ya no funciona correctamente.

Los investigadores descubrieron que aproximadamente un tercio de los cambios relacionados con la edad en la ubiquitinación de proteínas en el cerebro pueden vincularse directamente con esta disminución de la actividad del proteasoma. En un paso posterior, los investigadores analizaron si los patrones de ubiquitinación observados podían verse influenciados por cambios en la dieta. Para ello, se alimentó a ratones de edad avanzada con una dieta moderada (restricción calórica) durante cuatro semanas antes de volver a una dieta normal. El resultado sorprendente fue que el cambio a corto plazo en la dieta alteró significativamente el patrón de ubiquitinación en los ratones; en algunas proteínas, incluso revirtió al estado previo, propio de la juventud.

El estudio aporta, por tanto, nuevos datos sobre los mecanismos moleculares del envejecimiento cerebral. Sugiere que la ubiquitinación es un biomarcador sensible de los procesos de envejecimiento y, potencialmente, un punto de partida para ralentizar el daño a las células nerviosas relacionado con la edad. A largo plazo, el estudio de estos procesos podría ayudar a comprender mejor la conexión entre la nutrición, el equilibrio proteico y las enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer.

Los resultados del estudio se publicaron en la revista Nature Communications.