La humanidad lleva mucho tiempo obsesionada con la juventud eterna. Las historias sobre elixires de la vida y fuentes capaces de saciar la sed de inmortalidad han estimulado nuestra imaginación desde tiempos inmemoriales. En todos los continentes aparecen distintas versiones de estos mitos; incluso se atribuyen a veces las conquistas de Alejandro Magnoa su búsqueda de un río rejuvenecedor que pudiera reparar los estragos del tiempo.
A pesar de nuestra obsesión con el envejecimiento, todavía sabemos muy poco sobre cómo funciona. ¿Por qué y cómo envejecemos? ¿Por qué parece que cada persona envejece de manera distinta? ¿Podemos ralentizarlo? ¿Deberíamos hacerlo? Por suerte, ahora contamos con herramientas más precisas que la mitología para investigar estas cuestiones y hemosinventado un instrumento que puede predecir el envejecimiento en ratones basándose en la actividad de su genoma a lo largo del tiempo, e incluso podría utilizarse para ralentizarlo.
El envejecimiento de los seres humanos y los animales es inevitable, pero se produce de manera diferente entre las especies e incluso entre los distintos órganos del cuerpo. Sin embargo, aún no sabemos si nuestra forma de envejecer está predeterminada y forma parte de un programa biológico inherente, o si se debe simplemente al desgaste.
Los biólogos distinguen entre dos tipos de edad: la edad biológica, que mide el buen funcionamiento del cuerpo, y la edad cronológica, que indica cuántos años tienes. Por ejemplo, una persona joven que bebe grandes cantidades de alcohol podría tener el hígado muy envejecido. Preocupantemente, una persona joven con un estilo de vida muy saludable también podría tener el hígado muy envejecido. Aún no está claro qué factores afectan a la edad biológica ni cómo lo hacen.
Sin embargo, la epigenética, el estudio de cómo los factores ambientales y las decisiones sobre el estilo de vida influyen en nuestros genes, está ayudando a arrojar algo más de luz sobre esta cuestión. En particular, la «metilación del ADN» es un mecanismo que las células utilizan para controlar la expresión génica, es decir, si un gen se activa o se desactiva, y cuándo. La metilación del ADN consiste en fijar un gen en la posición de «desactivado» mediante la adición de grupos metilo a una molécula de ADN. En esencia, a medida que envejecemos, la metilación del ADN modifica la función de los genes sin cambiar su secuencia de ADN subyacente.
Relojes epigenéticos
El «reloj epigenético» es una herramienta para predecir tanto el envejecimiento biológico como el cronológico y comprender el proceso de envejecimiento. El reloj traza la actividad de un genoma a lo largo del tiempo a partir de los niveles de metilación del ADN en distintos sitios.
La medición del nivel de metilación del ADN en determinados sitios del genoma permite estimar la edad biológica de una célula, un tejido o un órgano. Al comparar esta edad con la edad cronológica y examinar las diferencias, los científicos pueden empezar a comprender cómo funciona el envejecimiento. También pueden identificar factores que influyen en la velocidad del proceso y encontrar vínculos con el cáncer, la obesidad, la enfermedad de Alzheimer y muchas otras afecciones.
Steve Horvath publicó el ejemplo más conocido de un reloj epigenético en un artículo de 2013. Analizó datos recopilados previamente por investigadores que habían estudiado la metilación en tejidos humanos sanos y enfermos, incluidos tejidos cancerosos. Después los utilizó para trazar cómo afecta la edad a los niveles de metilación del ADN a lo largo de la vida. Así, Horvath logró identificar 353 marcadores presentes en todo el cuerpo que cambian con la edad. El reloj tiene una amplia aplicabilidad: utiliza los mismos marcadores, independientemente del origen del ADN dentro del organismo, por lo que se pueden usar muestras de cualquier tejido o fluido corporal para predecir la edad biológica, con un respetable error mediano de 3,6 años.
Una de las grandes preguntas sobre el reloj epigenético de Horvath es si sería posible hacer cambios sutiles en sus componentes moleculares (los grupos metilo) y observar cómo estos cambios ralentizan o aceleran el envejecimiento. Por supuesto, un experimento así sería imposible en seres humanos, tanto por razones éticas como prácticas.
Experimento en ratones
Para abordar este reto, nuestro equipo de investigadores del Instituto Babraham y del Instituto Europeo de Bioinformática en Cambridge, Reino Unido, propuso un nuevo reloj epigenético, publicado en Genome Biology y el primero de su tipo para estudiar el envejecimiento en ratones.
Los métodos computacionales y el software para comprender datos biológicos (bioinformática) son fundamentales para abordar esta cuestión y nos permitieron crear un modelo preciso de la edad biológica. Podemos comparar las predicciones del reloj para ratones con las de otros relojes epigenéticos y extraer conclusiones sobre cómo envejecen los mamíferos. Nuestro artículo muestra que los cambios en la metilación del ADN en 329 sitios del genoma del ratón permiten predecir su edad con una precisión de poco más de tres semanas.
Hemos validado nuestro método al demostrar que los cambios en el estilo de vida que se sabe que acortan la esperanza de vida, como la extirpación de los ovarios, aceleraron efectivamente el reloj epigenético de los ratones. Una dieta rica en grasas, que sabemos que es perjudicial para la salud humana, también aceleró el reloj.
El siguiente paso es profundizar en el funcionamiento interno del reloj epigenético de los ratones y modificar su ritmo. Por ejemplo, podríamos identificar moléculas o fármacos que alteren el reloj de metilación y luego modificarlas mediante edición del genoma o tratamiento farmacológico. Esto debería revelar si los patrones de metilación del ADN influyen directamente en el envejecimiento o si este es una lectura de una historia ya escrita en nuestros genomas.
También exploraremos nuevos métodos para hacer retroceder el reloj del envejecimiento y rejuvenecer células, tejidos e incluso organismos enteros. Así que la antigua búsqueda continúa, aunque ahora en los ámbitos más tranquilos del análisis de datos y no en expediciones a nuevas tierras. Esperamos que algún día podamos recordar la epigenética como el campo que cambió las reglas del juego y arrojó luz sobre el eterno misterio del envejecimiento.
