A partir de entre 40 y 50 años la selección natural es ciega porque ya hemos transmitido los genes, beneficiosos o no, a nuestra descendencia. Conocer los genes y las mutaciones implicadas en el envejecimiento puede contribuir a desarrollar nuevas estrategias para el tratamiento de enfermedades relacionadas con la edad.
Un equipo liderado por científicos del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y el Instituto de Biología Evolutiva (IBE), un centro mixto de la UPF y el CSIC, han demostrado cuáles son las causas genéticas últimas del envejecimiento humano. Los resultados se publican esta semana en la revista Nature Ecology & Evolution.
Hace tiempo que el envejecimiento supone un reto para el sistema de salud pública y es un enigma científico fascinante para los biólogos evolutivos. No existe una teoría universal sobre sus causas y tampoco está claro cuál será su impacto global sobre la salud humana. Ahora, este estudio ha aprovechado todos los datos acumulados durante una década de investigación sobre las bases genéticas de las enfermedades complejas (desde el párkinson al cáncer, pasando por la diabetes) para poner a prueba las diferentes teorías evolutivas de la senescencia.
No existe una teoría universal sobre sus causas y tampoco está claro cuál será su impacto global sobre la salud humana
Primera vez en humanos
Hasta ahora, los esfuerzos para entender las causas evolutivas del envejecimiento se limitaban a modelos de experimentación como la mosca de la fruta y las conclusiones eran muchas veces contradictorias. Pero a día de hoy, la cantidad de datos disponibles de la relación entre genotipo y fenotipo representa una oportunidad sin precedentes de llevar a cabo estos análisis en humanos. Esta información se pone a disposición de la comunidad científica desde grandes bases de datos internacionales como la European Genome Phenome Archive (EGA): un proyecto conjunto entre el Instituto Europeo de Bioinformática (EBI, Cambridge) y el Centro de Regulación Genómica (CRG , Barcelona).
Arcadi Navarro, antiguo profesor de investigación ICREA en la UPF, ha coliderado el estudio en el que se han examinado los resultados de unos 3.000 trabajos con más de 2.500 marcadores sobre un total de 120 enfermedades. Según Navarro, “El poder para determinar si un individuo es sano o si desarrollará alguna enfermedad a lo largo de la vida ha aumentado mucho a medida que se han ido recogiendo más y más datos”.
Hay un límite biológico entre los 40 y los 50 años
“Hemos encontrado un umbral evolutivo a los 40-50 años, una edad biológicamente significativa porque limita el período reproductivo”, comenta Navarro
Para empezar, los científicos han considerado si los marcadores para cada enfermedad tienen un efecto en la juventud o en la vejez. La distinción es muy importante ya que si una mutación tiene consecuencias nocivas en la vejez, nuestros genes ya se habrán traspasado a la descendencia y la selección natural no podrá actuar.
Los resultados de este estudio muestran que la frecuencia y el efecto de las mutaciones que causan enfermedades en la vejez son más grandes que las que causan enfermedad en edad temprana. “Hemos encontrado un umbral evolutivo a los 40-50 años, una edad biológicamente significativa porque limita el período reproductivo”, comenta Navarro.
Los estudios bioinformáticos realizados por Juan Antonio Rodríguez, primer autor del trabajo, han demostrado además que hay mutaciones que son beneficiosas en la juventud pero se tornan perjudiciales en la vejez. Aún así, “al ser positivas durante el periodo reproductivo serán favorecidas por la selección natural y traspasadas a la descendencia, por lo tanto difícilmente se podrán suprimir" explica Rodríguez.
“La decadencia física durante la vejez podría ser el precio evolutivo que tenemos que pagar para llegar sanos a la edad de tener hijos”, indica Elena Bosch, colíder del estudio y jefe de grupo en el IBE. Por ejemplo, un medicamento que damos a un niño puede tener efectos negativos cuando sea viejo. Por el contrario, también puede ocurrir que una persona muy enfermiza en la niñez, si sobrevive, tenga una salud de hierro en la tercera edad.
Referencia bibliográfica
Juan Antonio Rodríguez, Urko M. Marigorta, David A. Hughes, Nino Spataro, Elena Bosch, Arcadi Navarro. "Antagonistic pleiotropy and mutation accumulation influence human senescence and disease". Nature Ecology & Evolution, 2017