En un avance significativo en el campo de la bioquímica, científicos del Instituto Boyce Thompson (BTI) y la Universidad de Cornell han descubierto nuevos conocimientos sobre una familia de metabolitos, las acilspermidinas, que podrían cambiar la forma en que entendemos el envejecimiento y combatimos las enfermedades.
El estudio, publicado recientemente en Nature Chemical Biology , presenta una conexión inesperada entre la espermidina, un compuesto conocido desde hace mucho tiempo presente en todas las células vivas, y las sirtuinas, una familia de enzimas que regula muchas funciones esenciales para la vida.
Las sirtuinas han sido objeto de gran atención durante las últimas dos décadas. Estudios recientes indican que las sirtuinas desempeñan un papel crucial en diversas enfermedades relacionadas con la edad. Como resultado, existe un interés creciente en el vínculo entre las sirtuinas y el envejecimiento, lo que las convierte en un objetivo prometedor para intervenciones terapéuticas destinadas a mejorar la duración de la salud y la longevidad.
"Estábamos entusiasmados de descubrir esta rama inesperada del metabolismo celular relacionada con las sirtuinas", dice el autor principal Frank Schroeder, profesor del BTI. "El descubrimiento de estos derivados de espermidina no caracterizados previamente proporciona información sobre el funcionamiento interno de esta vía crítica y nos acerca un paso más a la comprensión de las funciones fisiológicas de las sirtuinas mitocondriales".
Los investigadores adoptaron un enfoque imparcial, la metabolómica comparada, una metodología desarrollada por el laboratorio Schroeder durante más de una década, para detectar cambios metabólicos dependientes de la sirtuina. El estudio reveló una nueva familia de metabolitos llamados acilspermidinas derivados de modificaciones de diversas proteínas, muchas de las cuales desempeñan funciones esenciales en el crecimiento y la supervivencia celular.
Tras el descubrimiento de acilespermidinas unidas a sirtuinas en el organismo simple C. elegans, los investigadores demostraron además que los mismos compuestos también están presentes en los mamíferos (incluidos los humanos). Por último, el equipo de investigación demuestra el impacto directo de estos metabolitos en la esperanza de vida de C. elegans y la proliferación celular en mamíferos.
"Importantes funciones fisiológicas se reflejan en muchas huellas moleculares, incluidas decenas de miles de metabolitos de moléculas pequeñas que aún están por descubrir. Este trabajo es un paso hacia el descubrimiento de los papeles y funciones biológicas del vasto espacio de materia oscura química en nuestros cuerpos". dice Bingsen Zhang, estudiante de posgrado en el laboratorio Schroeder y primer autor del estudio.
Las investigaciones futuras explorarán los mecanismos y aspectos farmacológicos de estos hallazgos, particularmente cómo las acilspermidinas afectan la esperanza de vida, el crecimiento celular y sus posibles interacciones con otras vías metabólicas.
"Casi 350 años después de que se aislara la espermidina y 100 años después de que se comprendiera su estructura, nuestro trabajo avanza aún más en el conocimiento colectivo de la familia de la espermidina, conectándola con otros procesos bioquímicos vitales, incluido el metabolismo energético central y el metabolismo de los aminoácidos", añade Zhang.
Más información: Bingsen Zhang et al, Las acilespermidinas son metabolitos mitocondriales dependientes de sirtuina conservados, Nature Chemical Biology (2024). DOI:10.1038/s41589-023-01511-2
Información de la revista: Biología química de la naturaleza
Proporcionado por el Instituto Boyce Thompson
