Estudian mecanismos celulares que interaccionan con la actividad mitocondrial para regular el envejecimiento

Entender la compleja interacción entre las diferentes rutas de señalización celular y la función mitocondrial es avanzar para combatir el envejecimiento. Esta es la base de un estudio llevado a cabo por un grupo de investigación de la Universidad Pablo de Olavide, dirigidos por la investigadora del Departamento de Biología Molecular e Ingeniería Bioquímica Marta Artal Sanz, publicado en la revista científica Aging Cell y financiado por el programa H2020 ERC-Starting Grant ‘Mitochondrial signalling crosstalk in the regulation of ageing (MitoSigAge)’.

De izquierda a derecha y de arriba a abajo: Mª Jesús Rodríguez-Palero, Marta Artal-Sanz, Patricia de la Cruz-Ruiz, Manuel David Martínez-Bueno y Mercedes Pérez-Jiménez.

Así, empleando el gusano C. elegans como organismo modelo, este grupo de investigación ha centrado sus esfuerzos en conocer la interacción de la vía de señalización TORC2/SGK-1 y las prohibitinas (PHB) en el proceso del envejecimiento, avanzando de esta manera en el conocimiento de los mecanismos celulares que interaccionan con la actividad mitocondrial para regular dicho proceso.

Ejerciendo un efecto muy peculiar sobre la longevidad, las prohibitinas son unas proteínas altamente conservadas en la evolución que se encuentran en la mitocondria y que afectan a la producción de energía (ATP) y el metabolismo lipídico, en función de la genética del individuo y las condiciones ambientales. Si bien la falta de PHB acorta la vida útil de los animales salvajes, aumenta la longevidad de varios mutantes metabólicamente comprometidos. Entre ellos, mutantes de la proteína quinasa inducible por Suero y Glucocorticoides, SGK-1 (del inglés, Serum- and Glucocorticoid-inducible Kinase). SGK-1 participa en rutas de señalización celular que regulan el desarrollo, el metabolismo de los lípidos y la longevidad.

“En nuestro estudio mostramos que los mutantes SGK-1 tienen alterada la homeostasis mitocondrial, la lipogénesis y la formación de lipoproteínas. Sorprendentemente, la falta de PHB suprime estos defectos alargando la vida de estos mutantes”, explica la investigadora Marta Artal.

Los mecanismos celulares que se activan en respuesta a la falta de PHB y que son necesarios para aumentar la longevidad son varios. Entre ellos, un factor de transcripción (SRBP1 / SBP-1-del inglés, Sterol Regulatory Binding Protein 1) que regula el metabolismo lipídico y la síntesis de colesterol.

Otro mecanismo celular necesario para el aumento de la longevidad es la autofagia. La autofagia (del griego «autos» (αυτος), uno mismo, y «phagein» (φαγηιν), comer o alimentar; es decir, comerse a uno mismo) es un proceso por el cual las células degradan materia vieja e inservible (proteínas y lípidos) impidiendo su acumulación que puede dar origen a patologías como el cáncer o el alzhéimer y acelerar el envejecimiento.

El equipo de investigación muestra en su estudio, además, que la falta de PHB induce una respuesta al estrés causado por proteínas mal plegadas, conocida como UPRmt (del inglés, Unfolded Protein Response Mitocondrial) que también es esencial para el aumento de la longevidad.

“Es fundamental comprender los mecanismos celulares que regulan la actividad mitocondrial como paso necesario para combatir el envejecimiento y las patologías asociadas a él”, afirma Marta Artal, quien añade que “dada la implicación de SGK-1, PHB y autofagia en el proceso de envejecimiento y el cáncer, nuestros hallazgos pueden contribuir a mejorar la patogenia de los trastornos relacionados con este proceso”.

Referencia bibliográfica:

Patricia de la Cruz‐Ruiz; Blanca Hernando‐Rodríguez; Mercedes M. Pérez‐Jiménez; María Jesús Rodríguez‐Palero;  Manuel D. Martínez‐Bueno;  Antoni Pla  Roxani Gatsi;  Marta Artal‐Sanz. Prohibitin depletion extends lifespan of a TORC2/SGK‐1 mutant through autophagy and the mitochondrial UPR. Aging Cell 2021; https://doi.org/10.1111/acel.13359