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La relación entre FOXO4 y el envejecimiento es compleja y aún no se comprende completamente. Sin embargo, existe buena evidencia que ayuda a dilucidar los mecanismos por los cuales la proteína produce sus efectos. Investigación en el nematodo bien estudiado.C. elegansmuestra que FOXO4 afecta la señalización del receptor del factor de crecimiento similar a la insulina y, por lo tanto, el control de la vida celular, la resistencia al estrés y la regulación genética[3]. También parece que FOXO4 interactúa con la proteína p53 para regular el ciclo celular.
El FOXO4 natural en realidad protege las células senescentes al mantener p53, un regulador del ciclo celular, secuestrado e incapaz de inducir la apoptosis. FOXO4-DRI altera el mecanismo normal de FOXO4/p53 y permite que esta última proteína induzca la apoptosis en células senescentes. El resultado es una mejora de la pérdida de homeostasis tisular asociada a la senescencia.[4], [5]. Los científicos llaman a esto rejuvenecimiento mediante la eliminación terapéutica de células senescentes. El proceso no es tan diferente al de podar un árbol frutal. Al eliminar las ramas muertas y dañadas (células senescentes), la energía se redirige a partes más sanas del árbol y, por tanto, a la producción y el crecimiento de frutos. Este mismo proceso ocurre a nivel de órganos y tejidos cuando se eliminan las células que contribuyen al funcionamiento no saludable general, lo que permite que los recursos se concentren en las células sanas.
Fuente:Revista de biología celular
Esta imagen muestra qué factores contribuyen a la senescencia y cuáles son los resultados de la senescencia. Tenga en cuenta que la eliminación de una célula senescente no alivia el agotamiento de las células madre, pero puede ralentizarlo. Sin embargo, ayuda a reducir la inflamación crónica, un factor bien establecido de una serie de afecciones como enfermedades cardíacas, accidentes cerebrovasculares, etc.
El daño irreparable, es decir, el daño celular que está más allá de la capacidad del cuerpo para repararlo, es una de las principales limitaciones de la salud. La duración de la salud, el período de tiempo durante el cual un organismo permanece sano y funcionando de manera óptima, es generalmente más corta que la esperanza de vida. Una disminución en la esperanza de vida se manifiesta como envejecimiento. La capacidad de extender la duración de la salud puede no resultar en más años vividos, pero puede resultar en vivir los años que nos han sido asignados con mayor salud y con mejor funcionamiento. En modelos de ratón, se ha demostrado que FOXO4 mejora la salud en ratones de edad avanzada, lo que lleva a un aumento de la condición física, la densidad del pelaje y el funcionamiento renal. Los ratones no necesariamente viven más, pero tienen mejor salud, incluso en la vejez, lo que se traduce en menos discapacidad y menos afecciones relacionadas con la edad como enfermedades cardíacas, disfunciones musculoesqueléticas, etc.[2].
Imágenes que muestran una mejor condición física, como lo indica la densidad del pelaje, en un ratón tratado con FOXO4-DRI después de haber sido sometido a agentes quimiotóxicos utilizados para modelar el envejecimiento:
Fuente:Pubmed.
Desde hace tiempo se entiende que las proteínas FOXO son importantes reguladores de la señalización de la insulina, pero que actúan en sentido descendente de la propia insulina y de los factores de crecimiento similares a la insulina. La investigación en modelos animales indica que FOXO media los efectos inhibidores de la insulina y el factor de crecimiento similar a la insulina sobre el metabolismo celular, el crecimiento, la diferenciación, el estrés oxidativo y más. Las mutaciones en FOXO están relacionadas con cambios patológicos en la señalización de la insulina y el desarrollo de enfermedades metabólicas y cáncer. En los diabéticos, las alteraciones de la señalización FOXO provocan hiperglucemia e hiperlipidemia en ayunas.[6]. Este último es uno de los aspectos más preocupantes de la diabetes, ya que conduce a muchas de las complicaciones de la enfermedad, como daño renal, accidente cerebrovascular, ataque cardíaco, problemas de cicatrización de heridas y más. La capacidad de regular la señalización FOXO en la diabetes podría proporcionar métodos más específicos y eficaces para prevenir algunas de las complicaciones graves de la enfermedad. No está claro cómo FOXO4-DRI afecta la señalización de la insulina, pero se cree que la proteína puede mejorar los efectos posteriores de la insulina al reducir los niveles de azúcar en sangre en ayunas.
La edad es un factor de riesgo de enfermedad cardiovascular. Este riesgo parece estar mediado por la disminución de la actividad del proteosoma en el corazón. Los proteosomas se encargan de eliminar las proteínas oxidadas y otras proteínas que la célula ha marcado como “dañadas” o disfuncionales. La investigación en ratas muestra que la edad está inversamente correlacionada con la actividad del proteasoma y, por lo tanto, aumenta los niveles de proteínas dañadas en el corazón.[7].
Las proteínas FOXO median la autofagia y la actividad del proteasoma. Los aumentos en los niveles de FOXO4 conducen a aumentos en la actividad del proteosoma y, por lo tanto, a una disminución de los niveles de oxidación y daño proteico dentro de tejidos específicos. Es posible que FOXO4-DRI o una variante del mismo pueda usarse para estimular las funciones domésticas naturales del corazón y así reducir los cambios en la función cardiovascular relacionados con la edad.[8].
Los cambios en la función cognitiva relacionados con la edad tienen una etiología compleja. Incluso las enfermedades relativamente comunes, como la enfermedad de Alzheimer, no son plenamente comprendidas por la comunidad médica. Sin embargo, existe cierta evidencia que respalda la idea de que los cambios en la actividad del proteosoma pueden provocar o exacerbar afecciones neurodegenerativas subyacentes. No está claro si la actividad alterada del proteosoma es una causa principal o un contribuyente secundario de enfermedades como la enfermedad de Alzheimer, pero se ha encontrado deterioro de los sistemas en la enfermedad de Parkinson, Alzheimer, Huntington y Prion. También hay un deterioro de la función del proteasoma en la esclerosis lateral amiotrófica (ELA o enfermedad de Lou Gehrig)[9].
Parece que las proteínas FOXO se modifican en el sistema nervioso central, un hallazgo que ha llevado a los investigadores a explorar la idea de que la proteína FOXO exógena puede ser útil para tratar o prevenir trastornos neurodegenerativos. Como mínimo, existe la esperanza de que FOXO4-DRI y otras proteínas FOXO modificadas puedan ser útiles para frenar la implacable progresión de los trastornos neurodegenerativos.[10].
Se ha demostrado claramente que FOXO4-DRI estimula la apoptosis en células que se han vuelto senescentes, lo que conduce a una mejor función tisular y una mejor salud general en modelos animales. Queda por ver cuán extensos son los efectos de FOXO4-DRI, pero hay esperanzas de que la proteína pueda revelar información sobre afecciones relacionadas con la edad como la demencia, las enfermedades cardíacas y la pérdida general de función causada por la senescencia celular.
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