Un pez muestra cómo envejece el cerebro: el fallo en los ribosomas que conecta envejecimiento y alzhéimer
Un pez diminuto y de vida fugaz ha desvelado un gran misterio: cómo el cerebro empieza a fallar con la edad. Su estudio permite conectar el envejecimiento celular con el origen de la demencia y otras enfermedades neurodegenerativas.
Por Enrique Coperías
Representación artística del envejecimiento cerebral: un killifish turquesa, modelo de estudio de vida corta, cruza un cerebro humano simbolizando el deterioro molecular. Las estructuras anaranjadas evocan ribosomas y agregados proteicos, elementos clave en el fallo de la síntesis de proteínas que conecta el envejecimiento con enfermedades como el alzhéimer. Imagen generada con DALL-E
Un estudio reciente liderado por investigadores de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, ha logrado identificar un mecanismo molecular que explica cómo el envejecimiento afecta a la capacidad del encéfalo para mantener proteínas funcionales, una disfunción que está en el centro de enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer, el párkinson y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).
Los resultados, publicados en la revista Science, abren una vía prometedora para comprender –y tal vez tratar– el deterioro cognitivo asociado a la edad.
La investigación se basa en un peculiar pez africano de agua dulce, el killis turquesa (Nothobranchius furzeri), célebre por su vida extremadamente breve y su capacidad para reproducir en pocos meses muchos de los procesos del envejecimiento humano. Este vertebrado de apenas un año de esperanza de vida ha permitido observar a cámara rápida cómo la maquinaria celular que produce proteínas comienza a fallar con la edad y altera el equilibrio conocido como proteostasis.
Qué es la proteostasis y por qué se degrada con la edad
«La mayoría de los procesos celulares se deterioran con el envejecimiento, pero aún no comprendemos los principios moleculares fundamentales detrás de este declive —señala Judith Frydman, autora principal del estudio y titular de la cátedra Donald Kennedy en la Facultad de Humanidades y Ciencias de Stanford. Y añade—: Nuestro estudio empieza a ofrecer una explicación mecanicista de por qué, con el paso de los años, aumenta la agregación de proteínas defectuosas».
La proteostasis es el sistema que regula la síntesis, el plegamiento y la degradación de proteínas dentro de las células, según Domenico Di Fraia, investigador del Leibniz Institute on Aging–Fritz Lipmann Institute (FLI) y coautor del estudio. En el cerebro, esta red es especialmente sensible, y su disfunción se ha vinculado desde hace años a la acumulación de agregados proteicos tóxicos, sello distintivo de muchas enfermedades neurodegenerativas; por ejemplo, en el alzhéimer aparecen depósitos de beta-amiloide, que forman placas, y de tau, que se agrupan en ovillos dentro de las neuronas.
Hasta ahora, sin embargo, los científicos desconocían con precisión qué parte de ese sistema empezaba a fallar con la edad.
Para desentrañar esta cuestión, los investigadores analizaron el cerebro de killis jóvenes, adultos y envejecidos. Estudiaron desde los niveles de ARN mensajero (mRNA) y ARN de transferencia (tRNA), hasta las concentraciones de aminoácidos y las propias proteínas. Observaron que, en los peces mayores, se producía una alteración específica en una fase clave de la síntesis proteica: la llamada elongación de la traducción.
El ribosoma, en el centro del fallo cerebral
Durante esta fase, el ribosoma —la maquinaria celular que fabrica proteínas a partir del ARN mensajero (ARNm)— se desplaza a lo largo del mensaje genético, añadiendo aminoácidos uno a uno siguiendo las instrucciones del código genético.
En los cerebros envejecidos, los investigadores detectaron colisiones entre ribosomas y bloqueos durante este proceso, lo que conllevaba una reducción en la producción de proteínas y un incremento en su mal plegamiento y agregación.
«Vimos que los cambios en la velocidad de movimiento del ribosoma sobre el ARNm tienen un impacto profundo en la homeostasis proteica —explica Jae Ho Lee, coautor del estudio y actualmente profesor en la Universidad Stony Brook—. Esto pone de relieve la importancia de regular la velocidad de elongación durante el envejecimiento».
Un fallo en la fábrica de proteínas
Además de identificar el origen del fallo, los investigadores lograron explicar otro fenómeno enigmático del envejecimiento celular: el llamado desacoplamiento transcripción-traducción. En los organismos jóvenes, los niveles de ARN mensajero suelen coincidir con la cantidad de proteínas producidas: cuanto más ARNm, más proteína. Sin embargo, en los organismos envejecidos, esta relación se pierde.
El estudio sugiere que este desajuste se debe a fallos en la etapa de elongación ribosomal, cuando los ribosomas leen el ARNm para fabricar proteínas. Al volverse ineficientes con la edad, los ribosomas ya no logran traducir correctamente las instrucciones genéticas, lo que rompe la conexión entre los mensajes celulares y los productos que deberían generar.
Para Frydman, esta pérdida de fidelidad en la producción de proteínas ofrece una base unificadora para entender por qué tantos procesos celulares empiezan a fallar con el paso del tiempo.
«Cuando sabes dónde está el error, puedes empezar a buscar cómo corregirlo. De lo contrario, solo estás tanteando en la oscuridad», afirma Frydman.
Por qué este hallazgo importa
De cara al futuro, el equipo planea investigar si es posible restaurar la proteostasis mediante tratamientos que mejoren el control de calidad de los ribosomas o regulen la velocidad de la traducción.
Si tienen éxito, podrían estar sentando las bases para terapias capaces de frenar el deterioro cognitivo e incluso extender la salud cerebral durante la vejez.
Además, los científicos quieren explorar cómo estos mecanismos afectan a otras especies y hasta qué punto es posible modularlos para influir en la longevidad. «Este trabajo no solo nos da una visión más clara de cómo se producen y controlan las proteínas, sino que también sugiere un nuevo objetivo terapéutico para las enfermedades asociadas al envejecimiento», concluye Lee. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Stanford
Fuente: Domenico Di Fraia et al. Altered translation elongation contributes to key hallmarks of aging in the killifish brain. Science (2025). DOI: 10.1126/science.adk3079
