Rezumat: Dietele sărace în calorii reduc inflamațiile, întârzie apariția bolilor legate de vârstă și prelungesc durata de viață, potrivit unui nou studiu.
Sursa: Salk Institute
Dacă doriți să reduceți nivelurile de inflamație din tot corpul, să întârziați apariția bolilor legate de vârstă și să trăiți mai mult – mâncați mai puține alimente. Aceasta este concluzia unui nou studiu realizat de oameni de știință din SUA și China, care oferă cel mai detaliat raport de până acum cu privire la efectele celulare ale unei diete sărace în calorii la șobolani. În timp ce beneficiile restricției calorice sunt cunoscute de mult timp, noile rezultate arată cum această restricție poate proteja împotriva îmbătrânirii în căile celulare, așa cum a fost detaliat în Cell din 27 februarie 2020.t.
„Știam deja că restricția calorică crește durata de viață, dar acum am arătat toate schimbările care au loc la nivelul unei singure celule pentru a provoca acest lucru”, spune Juan Carlos Izpisua Belmonte, autor principal al noii lucrări, profesor în cadrul Laboratorului de expresie genetică de la Salk și titular al Catedrei Roger Guillemin. „Acest lucru ne oferă ținte asupra cărora am putea, în cele din urmă, să acționăm cu medicamente pentru a trata îmbătrânirea la om.”
Îmbătrânirea este cel mai mare factor de risc pentru multe boli umane, inclusiv cancerul, demența, diabetul și sindromul metabolic. Restricția calorică s-a dovedit a fi, în modelele animale, una dintre cele mai eficiente intervenții împotriva acestor boli legate de îmbătrânire. Și, deși cercetătorii știu că celulele individuale suferă multe modificări pe măsură ce un organism îmbătrânește, nu au știut cum ar putea influența restricția calorică aceste modificări.
În noua lucrare, Belmonte și colaboratorii săi – inclusiv trei absolvenți ai laboratorului său de la Salk, care sunt acum profesori care își conduc propriile programe de cercetare în China – au comparat șobolanii care au consumat cu 30% mai puține calorii cu șobolanii care au avut o dietă normală. Regimul alimentar al animalelor a fost controlat de la vârsta de 18 luni până la 27 de luni. (La oameni, acest lucru ar fi aproximativ echivalent cu o persoană care ar urma o dietă cu restricție calorică de la vârsta de 50 până la 70 de ani.)
Atât la începutul cât și la încheierea dietei, echipa lui Belmonte a izolat și analizat un total de 168.703 celule din 40 de tipuri de celule la cei 56 de șobolani. Celulele proveneau din țesuturile adipoase, ficat, rinichi, aortă, piele, măduvă osoasă, creier și mușchi. În fiecare celulă izolată, cercetătorii au folosit tehnologia de secvențiere genetică monocelulară pentru a măsura nivelurile de activitate ale genelor. Aceștia au analizat, de asemenea, compoziția generală a tipurilor de celule din fiecare țesut în parte. Apoi, au comparat șoarecii bătrâni și tineri cu fiecare dietă.
Multe dintre schimbările care au avut loc pe măsură ce șobolanii cu dietă normală îmbătrâneau nu au apărut la șobolanii cu o dietă restrictivă; chiar și la bătrânețe, multe dintre țesuturile și celulele animalelor cu dietă seamănă foarte mult cu cele ale șobolanilor tineri. În general, 57% din modificările legate de vârstă în compoziția celulară observate în țesuturile șobolanilor cu o dietă normală nu au fost prezente la șobolanii cu o dietă cu restricții calorice.
„Această abordare nu numai că ne-a spus efectul restricției calorice asupra acestor tipuri de celule, dar a oferit, de asemenea, cel mai complet și mai detaliat studiu despre ceea ce se întâmplă la nivelul unei singure celule în timpul îmbătrânirii”, spune autorul co-corespondent, Guang-Hui Liu, profesor la Academia Chineză de Științe.
Câteva dintre celulele și genele cele mai afectate de dietă sunt legate de imunitate, inflamație și metabolismul lipidic. Numărul de celule imunitare din aproape toate țesuturile studiate a crescut dramatic pe măsură ce șobolanii de control îmbătrâneau, dar nu a fost afectat de vârstă la șobolanii cu restricții calorice. În țesutul adipos brun – un tip de țesut adipos – o dietă cu restricție calorică a revenit la nivelurile de expresie ale multor gene antiinflamatorii la cele observate la animalele tinere.
„Descoperirea principală a studiului actual este că creșterea răspunsului inflamator în timpul îmbătrânirii ar putea fi reprimată în mod sistematic prin restricție calorică”, spune autorul co-corespondent Jing Qu, de asemenea profesor la Academia Chineză de Științe.
Când cercetătorii s-au concentrat asupra factorilor de transcripție – în esență, întrerupători principali care pot modifica în mare măsură activitatea multor alte gene – care au fost modificați de restricția calorică, unul a ieșit în evidență. Nivelurile factorului de transcripție Ybx1 au fost modificate de dietă în 23 de tipuri diferite de celule. Cercetătorii cred că Ybx1 poate fi un factor de transcripție legat de vârstă și plănuiesc mai multe cercetări asupra efectelor sale.
„Oamenii spun că „ești ceea ce mănânci”, iar noi descoperim că acest lucru este adevărat în multe feluri”, spune Concepcion Rodriguez Esteban, un alt autor al lucrării și cercetător al personalului de la Salk. „Starea celulelor dvs. pe măsură ce îmbătrâniți depinde în mod clar de interacțiunile dvs. cu mediul înconjurător, care include ce și cât de mult mâncați.”
Credit: Salk Institute.
Echipa încearcă acum să utilizeze aceste informații în efortul de a descoperi ținte medicamentoase pentru îmbătrânire și de a pune în aplicare strategii în vederea creșterii duratei de viață și a sănătății.
Finanțare: Lucrarea și cercetătorii implicați au fost susținuți de granturi din partea Programului Național de Cercetare și Dezvoltare Cheie al Chinei, Programul de Cercetare Prioritară Strategică al Academiei Chineze de Științe, Fundația Națională de Științe Naturale a Chinei, Fundația de Științe Naturale din Beijing, Comisia Municipală de Sănătate și Planificare Familială din Beijing, Centrul de Inovare Avansată pentru Protecția Creierului Uman, Laboratorul Cheie de Stat de Biologie a Membranelor, Fundația Moxie și Fundația Glenn.
Alți cercetători care au participat la studiu au fost Shuai Ma, Shuhui Sun, Lingling Geng, Moshi Song, Wei Wang, Yanxia Ye, Yanxia Ye, Qianzhao Ji, Zhiran Zou, Si Wang și Qi Zhou de la Academia Chineză de Științe; Xiaojuan He, Wei Li, Piu Chan și Weiqi Zhang de la Xuanwu Hospital Capital Medical University; Xiao Long de la Peking Union Medical College Hospital; și Guoji Guo de la Zhejiang University School of Medicine.
Autorii nu raportează conflicte financiare sau alte conflicte de interese.
Sursa:
Salk Institute
Contactează presa:
Salk Communications – Salk Institute
Sursa imaginii:
Imaginea este creditată de Salk Institute.
Cercetări originale: Acces oprit
„Restricția calorică reprogramează peisajul transcripțional unicelular al îmbătrânirii la Rattus Norvegicus”. Juan Carlos Izpisua Belmonte et al.
Cell doi:10.1016/j.cell.2020.02.008.
Abstract
Reprogramarea restricției calorice reprogramează peisajul transcripțional unicelular al îmbătrânirii Rattus Norvegicus
Relevante
– Un atlas transcriptomic unicelular multițesut pentru îmbătrânire și CR la un mamifer
– CR ameliorează îmbătrânirea…acumularea de celule proinflamatorii în diferite țesuturi
– CR atenuează modificările expresiei genelor specifice tipului de celule asociate îmbătrânirii
Rezumat
Îmbătrânirea cauzează un declin funcțional în țesuturile din întregul organism care poate fi întârziat prin restricție calorică (CR). Cu toate acestea, profilurile și semnăturile celulare ale îmbătrânirii, precum și cele ameliorate de CR, rămân neclare. Aici, am construit atlasuri transcriptomice cuprinzătoare cu o singură celulă și un singur nucleu în diferite țesuturi de șobolan supuse îmbătrânirii și CR. CR a atenuat modificările legate de îmbătrânire în compoziția tipului de celule, expresia genelor și rețelele de reglementare transcripțională de bază. Celulele imune au crescut în timpul îmbătrânirii, iar CR a inversat în mod favorabil ecosistemul imunitar perturbat de îmbătrânire. Predicția computațională a arătat că modelele anormale de comunicare celulă-celulă observate în timpul îmbătrânirii, inclusiv interacțiunea excesivă ligand-receptor proinflamator, au fost inversate de CR. Lucrarea noastră oferă peisaje transcripționale multi-țesut cu o singură celulă asociate cu îmbătrânirea și CR la un mamifer, îmbunătățește înțelegerea noastră privind robustețea CR ca intervenție geroprotectoare și descoperă modul în care intervenția metabolică poate acționa asupra sistemului imunitar pentru a modifica procesul de îmbătrânire.
.