Los descubrimientos que afectan la esperanza de vida y la salud de las moscas de la fruta generalmente se prueban en ratones antes de considerarse potencialmente relevantes en humanos, un proceso que es costoso y requiere mucho tiempo. Un enfoque pionero adoptado en el Instituto Buck supera esa metodología estándar.
Utilizando biología de sistemas y aprendizaje automático de última generación, los investigadores analizaron y correlacionaron enormes conjuntos de datos de moscas y humanos para identificar metabolitos clave que afectan la esperanza de vida de ambas especies. Los resultados se publicaron en línea en Comunicaciones de la naturalezasugieren que uno de los metabolitos, la treonina, puede ser prometedor como terapéutico potencial para intervenciones contra el envejecimiento.
«Estos resultados no habrían sido posibles sin este enfoque pionero», dice el profesor Pankaj Kapahi, PhD, autor principal del artículo. «Hay muchos datos disponibles que no están correlacionados entre especies. Creo que este enfoque podría cambiar las reglas del juego cuando se trata de identificar posibles intervenciones para mejorar la salud humana».
Se ha demostrado que la treonina protege contra la diabetes en ratones. El aminoácido esencial juega un papel importante en la producción de colágeno y elastina y también participa en la coagulación sanguínea, el metabolismo de las grasas y la función inmune.
El método – simplificado
El trabajo comenzó con el ex postdoctorado de Buck, Tyler Hilsabeck, PhD, analizando datos (que involucran metabolómica, fenotipos y genómica) para analizar 120 metabolitos en 160 cepas de moscas de la fruta con dietas normales y restringidas. El objetivo era revelar cómo respondían los diferentes genotipos a las dietas para influir en la esperanza de vida y la salud. «Esto nos permitió encontrar ‘agujas en el pajar’ a la hora de identificar metabolitos relevantes», afirma Hilsabeck.
Vikram Narayan, PhD, becario postdoctoral, comparó los hallazgos con datos humanos del enorme Biobanco del Reino Unido. «El uso de datos humanos nos permitió centrarnos en metabolitos interesantes que se conservan en ambas especies. También nos permitió descubrir el impacto de esos metabolitos en los humanos», dice. Es importante destacar que el equipo luego volvió a poner esos metabolitos relevantes en la mosca para validar los resultados.
Los resultados
En las moscas, la treonina prolongó la vida útil de una manera específica según la cepa y el sexo. Las personas con niveles más altos de metabolitos relacionados con la treonina tenían vidas más largas y saludables. «No estamos diciendo que la treonina vaya a funcionar en todas las condiciones», dice Kapahi. «Nuestra investigación muestra que funciona en subconjuntos tanto de moscas como de personas. Creo que la mayoría de nosotros hemos dejado de esperar encontrar una intervención de ‘bala mágica’ para el envejecimiento. Nuestro método proporciona otra forma de desarrollar medicina de precisión para la gerociencia».
Los resultados también incluyen hallazgos que no fueron tan positivos para ambas especies. El orotato, que está relativamente poco estudiado y se ha relacionado con el metabolismo de las grasas, se asoció negativamente con el envejecimiento. En moscas, el orotato contrarrestó el impacto positivo de la restricción dietética en todas las cepas de animales. En los seres humanos, el orotato se relacionó con una esperanza de vida más corta.
Implicaciones más importantes
Kapahi espera que la comunidad investigadora en general comience a emplear este método. «Muchas veces encontramos cosas que funcionan en gusanos y moscas y luego no tenemos los recursos para hacer avanzar la ciencia básica. Este enfoque nos permite decir con mucha más certeza que los descubrimientos serán relevantes en los humanos. » Kapahi dice que este método puede reducir la necesidad de realizar estudios en ratones, algo que acoge con agrado.
