Analizar el efecto de la estimulación física y cognitiva en las alteraciones moleculares que ocurren durante el envejecimiento es el objetivo de un estudio, liderado por científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) e investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) y el CSIC. Los resultados han permitido generar una amplia colección de datos que describe los cambios moleculares que acontecen en el hipocampo durante el envejecimiento y durante su estimulación cognitiva y física.

Este estudio, publicado en la revista Nature Communications, ha contado con la participación del laboratorio Epi-Genómica Funcional del Envejecimiento y la Enfermedad de Alzheimer, liderado por José Vicente Sánchez Mut en el Instituto de Neurociencias.

La Organización Mundial de la Salud ha definido la Década del envejecimiento saludable (2021-2030) como una propuesta transformadora para hacer frente a una realidad cada vez más aparente: el imparable envejecimiento sistémico de la población mundial. El envejecimiento saludable busca un bienestar en la vejez libre de enfermedades y otras complicaciones. Para conseguirlo, se ha demostrado que el control de nuestro estilo de vida a través de variables como el deporte, la educación o la dieta tiene un impacto crucial.

En el desarrollo de este trabajo, los expertos encontraron que los patrones moleculares del hipocampo habían rejuvenecido parcialmente. El estudio ha sido liderado por el laboratorio Epigenética del Cáncer y Nanomedicina que dirige Mario Fernández Fraga en el Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN), centro mixto del CSIC, el Gobierno del Principado de Asturias y la Universidad de Oviedo. Además de con los investigadores del Instituto de Neurociencias ha contado con la colaboración del laboratorio que dirige José Luis Trejo en el Instituto Cajal (IC-CSIC) y del laboratorio que dirige Eduardo Iglesias Gutiérrez en la Universidad de Oviedo.

Para ello, los investigadores han empleado un modelo experimental conocido como “enriquecimiento ambiental”, en el que se emplean ratones que conviven durante meses en un espacio con gran diversidad de objetos, como juguetes, rampas o túneles. Este ambiente genera una estimulación importante de su actividad cognitiva, física y social, lo que se asemeja a una intervención de estilo de vida que pudiera lograrse con otras actividades en humanos.

Los investigadores analizaron las distintas capas moleculares del hipocampo, una región cerebral de especial importancia en el proceso de creación de neuronas, que se conoce como neurogénesis, de ratones jóvenes (2 meses de edad) y ancianos (18 meses de edad) sometidos a este enriquecimiento ambiental. Detectaron que una parte notable de los cambios asociados al envejecimiento podían revertirse mediante esta estimulación, que consiste en una intervención en el estilo de vida. “Los resultados de este trabajo revelan cómo los cambios en nuestro estilo de vida pueden tener un impacto molecular y epigenético en el organismo y ser utilizados en intervenciones de envejecimiento saludable”, apunta Mario Fernández Fraga.

Al recrear un ambiente enriquecedor y analizar la conducta de los ratones, los científicos observaron toda una serie de marcadores, vías de señalización y mecanismos que se correlacionaban con rejuvenecimiento de los ratones. Para estudiar qué estaba sucediendo en los distintos tipos celulares se llevó a cabo un análisis de célula única (single-cell sequencing) en el Instituto de Neurociencias. Una parte de los cambios revertidos, apunta el estudio, parece afectar a las células gliales, las cuales dan soporte a las neuronas en el cerebro, lo que sugiere que estas poblaciones celulares pueden ser una diana estratégica para el estudio y tratamiento del deterioro asociado al envejecimiento.

Además, los investigadores observaron cambios muy marcados en los oligodendrocitos y en las células madre precursoras de los oligodendrocitos (OPCs). Estas células se encargan de generar la mielina, una sustancia protectora que envuelve las fibras nerviosas y permite que la comunicación entre neuronas se produzca de manera rápida y adecuada. “Estos cambios indican una mejor mielinización del cerebro tras el enriquecimiento ambiental, algo muy interesante que merece una mayor investigación”, destaca Sánchez Mut, quien lidera el laboratorio de Epi-Genómica Funcional del Envejecimiento y la Enfermedad de Alzheimer, ubicado en el campus de Sant Joan d’Alacant de la UMH.

Otro aspecto muy relevante de este estudio es que la caracterización precisa de estas alteraciones moleculares será muy valiosa para futuros trabajos. El trabajo aporta una colección masiva de datos moleculares (genes, proteínas, etc.) que será de gran utilidad a la comunidad científica, ya que describe en profundidad los cambios moleculares que acontecen en el hipocampo durante el envejecimiento y también durante su estimulación cognitiva y física.

Este trabajo ha sido posible gracias a la financiación de la Asociación Española Contra el Cáncer, el Gobierno de Asturias, el Instituto de Salud Carlos III, el Consorcio Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), la Fundación General CSIC, el Instituto de Investigación Sanitaria del Principado de Asturias (ISPA), la Asociación Galván, la empresa ELITE SPORTS 2015, los fondos NextGenerationEU de la Comisión Europea a través de la plataforma PTI Salud Global del CSIC, el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, la Plataforma PTI+ NEURO-AGNING+, el Programa Severo Ochoa, el Ministerio de Universidades y el Instituto Universitario de Oncología del Principado de Asturias.

Referencia científica: Pérez, R.F., et al. (2024). A multiomic atlas of the aging hippocampus reveals molecular changes in response to environmental enrichment. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-024-49608-z

Pie de foto: Alejandro González Ramón y José Vicente Sánchez Mut, investigadores del Instituto de Neurociencias UMH- CSIC que han participado en el estudio. Fuente: IN.