Revelan el papel de una molécula en el envejecimiento y la neurodegeneración

Investigadores del Departamento de Biomedicina de la Universidad de Bergen (UiB) han hecho un importante descubrimiento que puede ayudar a explicar cómo se desarrollan las enfermedades neurodegenerativas asociadas. La clave de su hallazgo se encuentra en una molécula llamada NAD, o nicotinamida adenina dinucleótido. Los resultados del estudio se han publicado en Nature Metabolism.

El profesor Mathias Ziegler del Departamento de Biomedicina de la Universidad de Bergen (UiB) ha liderado el equipo internacional de investigadores que ha llevado a cabo este trabajo y ha explicado en su artículo que lo fascinante de NAD es que se trata de una molécula esencial para la vida porque desempeña un papel clave en todos los procesos celulares.

Tanto en el proceso de envejecimiento, como en una gran cantidad de enfermedades, desde el cáncer hasta la diabetes y las enfermedades neurodegenerativas, están involucrados unos niveles desregulados de NAD porque esta molécula influye tanto en el metabolismo energético, como en la regulación de las funciones vitales, añade el investigador.

Cómo influye NAD en las enfermedades asociadas al envejecimiento

Todas las funciones del organismo dependen de la energía, ya que sin energía no podemos correr, respirar ni pensar. La energía que nuestro cuerpo o nuestras células necesitan para funcionar procede de los alimentos que ingerimos. Nutrientes como el azúcar o las grasas se convierten en una forma universal de energía que nuestras células pueden usar para mantener todas las funciones que demandan energía.

Ziegler ha explicado que NAD es fundamental para que se realicen esta conversiones porque actúa como una batería recargable que se carga con la energía obtenida de los alimentos y la transmite para alimentar todas las actividades celulares. Una parte importante de esta transferencia de energía se produce en estructuras celulares denominadas mitocondrias, que también se conocen como la central eléctrica de la célula.

NAD también funciona como una señal química para regular eventos celulares clave, como la expresión genética y la reparación del ADN, que tienen lugar en el núcleo celular. Durante el envejecimiento nuestro ADN puede acumular daños que a su vez incrementarán la demanda de moléculas de NAD. A medida que envejecemos los niveles celulares de NAD disminuyen, y se supone que el aumento de la actividad de reparación del ADN es una de las principales razones de este descenso, afirma Ziegler.

Pero ¿cómo afrontan las células la mayor demanda de NAD? ¿Los niveles reducidos de NAD dan lugar necesariamente a condiciones patológicas? Para responder a estas cuestiones, el equipo de científicos desarrolló modelos para estudiar cómo reaccionan las células a los niveles reducidos de NAD a medida que ocurren durante el envejecimiento.

Previamente, habían desarrollado un método que les permitía detectar moléculas celulares de NAD y su distribución en células vivas. Además, implementaron técnicas analíticas avanzadas –incluida la espectrometría de masas de alta resolución– para estudiar la dinámica celular de los procesos dependientes del NAD.

De esta forma, los investigadores descubrieron un papel hasta ahora no reconocido de las mitocondrias en el mantenimiento de los niveles celulares de NAD; en concreto, que estas actúan como un depósito de NAD que se llena cuando las células funcionan normalmente y suministra NAD a la célula cuando hay una mayor demanda, según ha explicado Lena Høyland, estudiante de doctorado y primera autora del estudio.

Utilizando métodos de tecnología genética como la edición genómica CRISPR-Cas9, pudieron establecer los mecanismos moleculares de cómo las mitocondrias contrarrestan la disminución de NAD celular. Comprobaron que el problema aparece cuando las mitocondrias o su depósito de NAD se ven afectadas o se agotan durante largos períodos de tiempo, lo que puede tener fatales consecuencias, ya que las células pueden perder la capacidad de la batería de NAD suficiente para impulsar procesos vitales que dependen de la energía, ha señalado Ziegler.

Investigaciones recientes han establecido que la disfunción mitocondrial y los niveles reducidos de NAD celular representan características del envejecimiento y de trastornos relacionados con la edad, como la demencia o las enfermedades neurodegenerativas.

Basándose en sus nuevos hallazgos, el equipo de investigadores cree que el consumo excesivo de NAD mitocondrial podría constituir un factor clave que conduce al mal funcionamiento de las centrales eléctricas celulares y, por lo tanto, al desarrollo de enfermedades asociadas al envejecimiento.

De hecho, los ensayos clínicos iniciales en Noruega y a nivel internacional que utilizan enfoques de suplementación terapéutica destinados a aumentar los niveles de NAD han proporcionado resultados alentadores. Ziegler concluye que su estudio también demuestra la importancia de la investigación básica para identificar objetivos prometedores para retrasar el envejecimiento y mejorar el tratamiento de las enfermedades relacionadas con el envejecimiento.