Los investigadores descubren una conexión intrigante entre la dieta, la salud ocular y la esperanza de vida

Investigadores del Instituto Buck han demostrado por primera vez un vínculo entre la dieta, los ritmos circadianos, la salud ocular y la esperanza de vida en Drosophila. Publicación en la edición del 7 de junio de 2022 de Comunicaciones de la naturalezaAdemás, encontraron inesperadamente que los procesos en el ojo de la mosca en realidad están impulsando el proceso de envejecimiento.

Estudios previos han demostrado en humanos que existe una asociación entre los trastornos oculares y la mala salud. «Nuestro estudio argumenta que es más que una correlación: la disfunción del ojo en realidad puede generar problemas en otros tejidos», dijo el autor principal y profesor del Buck Institute Pankaj Kapahi, Ph.D., cuyo laboratorio ha demostrado durante años que el ayuno y la restricción calórica puede mejorar muchas funciones del cuerpo. «Ahora estamos demostrando que el ayuno no solo mejora la vista, sino que el ojo en realidad juega un papel al influir en la esperanza de vida».

«El hallazgo de que el ojo mismo, al menos en la mosca de la fruta, puede regular directamente la vida útil fue una sorpresa para nosotros», dijo el autor principal, Brian Hodge, Ph.D., quien realizó sus estudios posdoctorales en el laboratorio de Kapahi.

La explicación de esta conexión, dijo Hodge, radica en los «relojes» circadianos, la maquinaria molecular dentro de cada célula de cada organismo, que ha evolucionado para adaptarse al estrés diario, como los cambios en la luz y la temperatura causados ​​por la salida y puesta del sol. sol. Estas oscilaciones de 24 horas (ritmos circadianos) afectan los comportamientos animales complejos, como las interacciones depredador-presa y los ciclos de sueño/vigilia, hasta ajustar la regulación temporal de las funciones moleculares de la transcripción de genes y la traducción de proteínas.

En 2016, el laboratorio de Kapahi publicó un estudio en Metabolismo Celular mostrando que las moscas de la fruta con una dieta restringida tuvieron cambios significativos en sus ritmos circadianos además de extender la vida útil. Cuando Hodge se unió al laboratorio más tarde ese año, quería profundizar más para descubrir qué procesos que mejoran las funciones circadianas se vieron alterados por el cambio de dieta y si se requerían procesos circadianos para una vida más larga observada con la restricción dietética.

«La mosca de la fruta tiene una vida útil tan corta, lo que la convierte en un modelo realmente hermoso que nos permite detectar muchas cosas a la vez», dijo Hodge, quien actualmente es científico en Fountain Therapeutics en el sur de San Francisco. El estudio comenzó con una amplia encuesta para ver qué genes oscilan de manera circadiana cuando las moscas con una dieta sin restricciones se compararon con las alimentadas con solo el 10 por ciento de la proteína de la dieta sin restricciones.

Inmediatamente, Hodge notó numerosos genes que respondían a la dieta y que también mostraban altibajos en diferentes momentos, o «rítmicos». Luego descubrió que los genes rítmicos que se activaban más con la restricción dietética parecían provenir del ojo, específicamente de los fotorreceptores, las neuronas especializadas en la retina del ojo que responden a la luz.

Este hallazgo condujo a una serie de experimentos diseñados para comprender cómo encaja la función ocular en la historia de cómo la restricción dietética puede extender la vida útil. Por ejemplo, establecieron experimentos que mostraban que mantener a las moscas en la oscuridad constante prolongaba su vida útil. «Eso nos pareció muy extraño», dijo Hodge. «Pensamos que las moscas necesitaban que las señales de iluminación fueran rítmicas o circadianas».

Luego usaron la bioinformática para preguntar: ¿Los genes en el ojo que también son rítmicos y responden a la restricción dietética influyen en la vida útil? La respuesta fue sí lo hacen.

«Siempre pensamos en el ojo como algo que nos sirve para brindar visión. No lo consideramos como algo que debe protegerse para proteger todo el organismo», dijo Kapahi, quien también es profesor adjunto adjunto de urología en la UCSF.

Dado que los ojos están expuestos al mundo exterior, explicó, las defensas inmunitarias allí están críticamente activas, lo que puede provocar inflamación que, cuando está presente durante largos períodos de tiempo, puede causar o empeorar una variedad de enfermedades crónicas comunes. Además, la luz en sí misma puede causar la degeneración de los fotorreceptores, lo que puede causar inflamación.

«Mirar las pantallas de las computadoras y los teléfonos, y estar expuesto a la contaminación lumínica hasta bien entrada la noche son condiciones muy perturbadoras para los relojes circadianos», dijo Kapahi. «Estropea la protección del ojo y eso podría tener consecuencias más allá de la visión, dañando el resto del cuerpo y el cerebro».

Hay mucho por entender sobre el papel que juega el ojo en la salud general y la vida útil de un organismo, que incluye: ¿cómo regula el ojo la vida útil y se aplica el mismo efecto a otros organismos?

La pregunta más importante planteada por este trabajo, ya que podría aplicarse a los humanos es, simplemente, ¿los fotorreceptores en los mamíferos afectan la longevidad? Probablemente no tanto como en las moscas de la fruta, dijo Hodge, señalando que la mayor parte de la energía en una mosca de la fruta se dedica al ojo. Pero dado que los fotorreceptores son solo neuronas especializadas, dijo, «el vínculo más fuerte que diría es el papel que desempeña la función circadiana en las neuronas en general, especialmente con restricciones dietéticas, y cómo se pueden aprovechar para mantener la función neuronal a lo largo del envejecimiento».

Una vez que los investigadores comprendan cómo funcionan estos procesos, pueden comenzar a apuntar al reloj molecular para desacelerar el envejecimiento, dijo Hodge, y agregó que es posible que los humanos puedan ayudar a mantener la visión activando los relojes dentro de nuestros ojos. «Podría ser a través de la dieta, los medicamentos, los cambios en el estilo de vida… Quedan muchas investigaciones realmente interesantes por delante», dijo.