Revelan los beneficios del ayuno intermitente y sus posibles riesgos

Las dietas bajas en calorías y el ayuno intermitente han demostrado tener numerosos beneficios para la salud, como retrasar la aparición de algunas enfermedades relacionadas con la edad y prolongar la vida, no solo en humanos, sino en muchos otros organismos. Ahora, un grupo de científicos del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha descubierto uno de los mecanismos que explican estas ventajas, pero también ha encontrado que el ayuno intermitente puede tener un impacto contraproducente, ya que conduce a un mayor riesgo de cáncer en ratones.

Investigaciones previas del MIT han mostrado que una de las formas en que el ayuno ejerce sus efectos beneficiosos es aumentando la capacidad regenerativa de las células madre intestinales, lo que ayuda al intestino a recuperarse de lesiones o inflamaciones. En un estudio realizado en ratones, investigadores del MIT han identificado ahora la vía que permite esta regeneración mejorada, la cual se activa cuando los ratones comienzan a "realimentarse" después del ayuno.

Sin embargo, también descubrieron un aspecto negativo de esta regeneración: cuando ocurren mutaciones cancerosas durante el período de regeneración, los ratones tienen más probabilidades de desarrollar tumores intestinales en etapas tempranas. "Tener más actividad de células madre es positivo para la regeneración, pero un exceso de esta actividad puede tener consecuencias menos favorables con el tiempo", señala Omer Yilmaz, profesor asociado de biología del MIT, miembro del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT y autor principal del nuevo estudio.

Yilmaz añade que se necesitan más estudios antes de llegar a una conclusión sobre si el ayuno tiene un efecto similar en humanos: "Aún nos queda mucho por aprender, pero es interesante saber que estar en un estado de ayuno o de realimentación cuando ocurre la exposición a un mutágeno puede tener un impacto profundo en la probabilidad de desarrollar cáncer en estos modelos de ratones bien definidos", comenta.

Durante varios años, el laboratorio de Yilmaz ha estado investigando cómo el ayuno y las dietas bajas en calorías afectan a la salud intestinal. En un estudio de 2018, su equipo reportó que durante el ayuno, las células madre intestinales comienzan a utilizar lípidos como fuente de energía en lugar de carbohidratos. También demostraron que el ayuno conduce a un aumento significativo en la capacidad regenerativa de las células madre.

Sin embargo, aún quedaban preguntas sin respuesta: ¿Cómo desencadena el ayuno este aumento en la capacidad regenerativa, y cuándo comienza la regeneración? "Desde ese estudio, nos hemos centrado en comprender qué es lo que impulsa la regeneración durante el ayuno", explica Yilmaz. "¿Es el ayuno en sí lo que impulsa la regeneración, o es el proceso de comer después del ayuno?"

En su nuevo estudio, los investigadores encontraron que la regeneración de las células madre está suprimida durante el ayuno, pero se incrementa notablemente durante el período de realimentación. Los investigadores siguieron tres grupos de ratones: uno que ayunó durante 24 horas, otro que ayunó durante 24 horas y luego se le permitió comer libremente durante un período de 24 horas de realimentación, y un grupo de control que comió normalmente durante todo el experimento.

Los investigadores analizaron la capacidad de proliferación de las células madre intestinales en diferentes momentos y encontraron que las células madre mostraron los niveles más altos de proliferación al final del período de realimentación de 24 horas. Estas células también fueron más proliferativas que las células madre intestinales de ratones que no habían ayunado.

"Creemos que el ayuno y la realimentación representan dos estados distintos", comenta Shinya Imada, otro de los autores del artículo publicado en Nature. "En el estado de ayuno, la capacidad de las células para utilizar lípidos y ácidos grasos como fuente de energía les permite sobrevivir cuando los nutrientes son escasos. Y luego, es el estado de realimentación posterior al ayuno el que realmente impulsa la regeneración. Cuando los nutrientes se vuelven disponibles, estas células madre y células progenitoras activan programas que les permiten construir masa celular y repoblar el revestimiento intestinal".

Estudios adicionales revelaron que estas células activan una vía de señalización celular conocida como mTOR, que está involucrada en el crecimiento y metabolismo celular. Uno de los roles de mTOR es regular la traducción del ARN mensajero en proteínas, por lo que, cuando se activa, las células producen más proteínas. Esta síntesis de proteínas es esencial para que las células madre proliferen.

Los investigadores demostraron que la activación de mTOR en estas células madre también condujo a la producción de grandes cantidades de poliaminas, pequeñas moléculas que ayudan a las células a crecer y dividirse. "En el estado de realimentación, hay más proliferación, y es necesario construir masa celular. Eso requiere más proteínas para formar nuevas células, y esas células madre continúan formando células más diferenciadas o tipos celulares intestinales especializados que recubren el intestino", explica Saleh Khawaled, otro de los autores del trabajo.

Los investigadores también descubrieron que cuando las células madre están en este estado altamente regenerativo son más propensas a volverse cancerosas. Las células madre intestinales son algunas de las células que más se dividen en el cuerpo, ya que ayudan a renovar el revestimiento del intestino cada cinco a 10 días. Debido a que se dividen con tanta frecuencia, estas células madre son la fuente más común de células precancerosas en el intestino.

En este estudio, los investigadores descubrieron que si activaban un gen causante de cáncer en los ratones durante la etapa de realimentación, era mucho más probable que desarrollaran pólipos precancerosos que si el gen se activaba durante el estado de ayuno. Las mutaciones vinculadas al cáncer que ocurrieron durante el estado de realimentación también tenían muchas más probabilidades de producir pólipos que las mutaciones que ocurrieron en ratones que no pasaron por el ciclo de ayuno y realimentación.

"Quiero enfatizar que todo esto se realizó en ratones, utilizando mutaciones cancerosas bien definidas. En humanos, será un estado mucho más complejo", subraya Yilmaz. "Pero esto nos lleva a la siguiente noción: el ayuno es muy saludable, pero si tienes la mala suerte de estar en un estado de realimentación tras un ayuno y te expones a un mutágeno, como un filete carbonizado o algo similar, podrías estar aumentando tus posibilidades de desarrollar una lesión que puede dar lugar a cáncer".

Yilmaz también señaló que los beneficios regenerativos del ayuno podrían ser significativos para personas que se someten a tratamiento con radiación, lo que puede dañar el revestimiento intestinal, u otros tipos de lesiones intestinales. Su laboratorio está estudiando ahora si los suplementos de poliaminas podrían ayudar a estimular este tipo de regeneración, sin necesidad de ayunar.

"Este fascinante estudio proporciona información sobre la compleja interacción entre el consumo de alimentos, la biología de las células madre y el riesgo de cáncer", dice Ophir Klein, profesor de medicina en la Universidad de California en San Francisco y el Centro Médico Cedars-Sinai, que no participó en el estudio. "Su trabajo sienta las bases para probar las poliaminas como compuestos que pueden mejorar la reparación intestinal después de lesiones, y sugiere que se debe tener una consideración cuidadosa al planificar estrategias dietéticas basadas en la regeneración para evitar aumentar el riesgo de cáncer".