Un gen vinculado a la longevidad protege al cerebro del estrés

Estudios realizados en personas centenarias han demostrado que muchas de ellas tienen en común una versión poco corriente del gen Forkhead box protein O3 (FOXO3). Por ello, un grupo de científicos del Weill Cornell Medicine (Nueva York, EE.UU.) han investigado el papel que desempeña este gen en la salud cerebral durante el envejecimiento y han comprobado que evita que las células madre de este órgano se dividan hasta que el medio ambiente favorezca la supervivencia de las nuevas células.

Los investigadores, liderados por la Dra. Jihye Paik, profesora asociada de patología y medicina de laboratorio en Weill Cornell Medicine, realizaron ensayos en 2018 en los que observaron que los ratones en cuyo cerebro no está presente el gen FOXO3 son incapaces de afrontar condiciones estresantes en el cerebro, y esto tiene como consecuencia una progresiva muerte de las células cerebrales.

"Las células madre producen nuevas células cerebrales esenciales para el aprendizaje y la memoria a lo largo de nuestra vida adulta, y si se dividen sin control, se agotan"

La Dra. Paik ha explicado que "las células madre producen nuevas células cerebrales, que son esenciales para el aprendizaje y la memoria a lo largo de nuestra vida adulta”, y "si las células madre se dividen sin control, se agotan. El gen FOXO3 parece hacer su trabajo al impedir que las células madre se dividan hasta que haya pasado el estrés". La nueva investigación, que se ha publicado en Nature Communications, indica que FOXO3 protege la capacidad del cerebro para regenerarse evitando que las células madre se dividan hasta que las condiciones para su supervivencia resulten favorables.

Factores que estresan al cerebro

Factores como la inflamación, la radiación o la escasez de nutrientes apropiados pueden estresar el cerebro, pero los autores del trabajo estudiaron en concreto lo que ocurre cuando se expone a las células madre cerebrales al estrés oxidativo, lo que se produce cuando se acumulan tipos dañinos de oxígeno en el organismo. La experta afirma que aprendieron que la “proteína FOXO3 se modifica directamente por el estrés oxidativo" y que dicha modificación envía la proteína al núcleo de la célula madre, donde activa los genes de respuesta al estrés. Esta respuesta provoca el agotamiento de un nutriente denominado s-adenosilmetionina (SAM), que contribuye a que una proteína llamada lamina pueda formar una envoltura protectora alrededor del ADN en el núcleo de la célula madre.

"Si se fabricaran nuevas células en condiciones tan estresantes, morirían. Es mejor que las células madre permanezcan inactivas y esperen hasta que el estrés desaparezca para producir neuronas"

Si la barrera protectora no se forma “el ADN comienza a filtrarse", añade la Dra. Paik. En estas circunstancias, la célula interpreta que este ADN es una infección viral y desencadena una respuesta inmune que se conoce como respuesta de interferón tipo I, que inactiva la célula madre, por lo que esta deja de crear nuevas neuronas.

Según afirma la Dra. Paik "esta respuesta es realmente muy buena para las células madre porque el entorno exterior no es ideal para las neuronas recién nacidas". "Si se fabricaran nuevas células en condiciones tan estresantes, morirían. Es mejor que las células madre permanezcan inactivas y esperen hasta que el estrés desaparezca para producir neuronas".

Un gen vinculado a una vida larga y saludable

Los hallazgos del nuevo estudio pueden ayudar a comprender por qué determinados versiones de FOXO3 están relacionadas con tener una vida larga y saludable, ya que pueden contribuir a que las personas mantengan una buena reserva de células madre en el cerebro. Y podrían ayudar a explicar también por qué practicar ejercicio regulamente –que incrementa FOXO3– contribuye a preservar la agiliad mental.

La Dr. Paik ha advertido, sin embargo, que es necesario realizar más estudios para averiguar si sus descubrimientos se podrían emplear para desarrollar nuevas terapias para prevenir o combatir enfermedades cerebrales, ya que "activar demasiado FOXO3 podría ser muy dañino". Por ello, van a continuar estudiando las formas de regular FOXO3, y si activarlo o desactivarlo brevemente tendría beneficios para la salud.