Como a restrição calórica evita os efeitos negativos do envelhecimento nas células

Restrição calórica:

Se você deseja reduzir os níveis de inflamação em todo o corpo, adie o aparecimento de doenças relacionadas à idade e viva mais, coma menos alimentos. Essa é a conclusão de um novo estudo realizado por cientistas dos EUA e da China, que fornece o relatório mais detalhado até o momento sobre os efeitos celulares de uma dieta restrita em calorias em ratos. Embora os benefícios da restrição calórica sejam conhecidos há muito tempo, os novos resultados mostram como essa restrição pode proteger contra o envelhecimento nas vias celulares, conforme detalhado em Cell em 27 de fevereiro de 2020.

"Nós já sabíamos que a restrição calórica aumenta a vida útil, mas agora mostramos todas as alterações que ocorrem no nível de uma célula para causar isso", diz Juan Carlos Izpisua Belmonte, autor sênior do novo artigo, professor de Salk. Laboratório de Expressão Gênica e titular da Cadeira Roger Guillemin. "Isso nos dá alvos nos quais podemos eventualmente agir com medicamentos para tratar o envelhecimento em seres humanos".

O envelhecimento é o fator de risco mais alto para muitas doenças humanas, incluindo câncer, demência, diabetes e síndrome metabólica. A restrição calórica foi demonstrada em modelos animais como uma das intervenções mais eficazes contra essas doenças relacionadas à idade. E, embora os pesquisadores saibam que as células individuais sofrem muitas alterações à medida que o organismo envelhece, elas não sabem como a restrição calórica pode influenciar essas alterações.

No novo artigo, Belmonte e seus colaboradores - incluindo três ex-alunos de seu laboratório Salk, que agora são professores que administram seus próprios programas de pesquisa na China - compararam ratos que ingeriam 30% menos calorias com ratos em dietas normais. As dietas dos animais foram controladas a partir dos 18 meses a 27 meses. (Em humanos, isso seria aproximadamente equivalente a alguém que segue uma dieta restrita em calorias dos 50 aos 70 anos.)

No início e na conclusão da dieta, a equipe de Belmonte isolou e analisou um total de 168.703 células de 40 tipos de células nos 56 ratos. As células vieram de tecidos gordurosos, fígado, rim, aorta, pele, medula óssea, cérebro e músculos. Em cada célula isolada, os pesquisadores usaram a tecnologia de sequenciamento genético de célula única para medir os níveis de atividade dos genes. Eles também analisaram a composição geral dos tipos de células em qualquer tecido. Em seguida, eles compararam ratos velhos e jovens em cada dieta.

Muitas das mudanças que ocorreram quando os ratos na dieta normal envelheceram não ocorreram em ratos com dieta restrita; mesmo na velhice, muitos dos tecidos e células de animais da dieta se assemelhavam muito aos de ratos jovens. No geral, 57% das alterações relacionadas à idade na composição celular observadas nos tecidos de ratos com dieta normal não estavam presentes nos ratos com dieta restrita em calorias.

"Essa abordagem não apenas nos disse o efeito da restrição calórica sobre esses tipos de células, mas também forneceu o estudo mais completo e detalhado do que acontece no nível de uma célula durante o envelhecimento", diz o co-autor Guang-Hui Liu, um professor da Academia Chinesa de Ciências.

Algumas das células e genes mais afetados pela dieta estão relacionados à imunidade, inflamação e metabolismo lipídico. O número de células imunes em quase todos os tecidos estudados aumentou dramaticamente com a idade dos ratos controle, mas não foi afetado pela idade em ratos com calorias restritas. No tecido adiposo marrom - um tipo de tecido adiposo -, uma dieta restrita em calorias reverteu os níveis de expressão de muitos genes anti-inflamatórios aos observados em animais jovens.

"A principal descoberta no presente estudo é que o aumento da resposta inflamatória durante o envelhecimento pode ser sistematicamente reprimido pela restrição calórica", diz o co-correspondente autor Jing Qu, também professor da Academia Chinesa de Ciências.

Quando os pesquisadores se concentraram nos fatores de transcrição - essencialmente interruptores principais que podem alterar amplamente a atividade de muitos outros genes - que foram alterados por restrição calórica, um deles se destacou. Os níveis do fator de transcrição Ybx1 foram alterados pela dieta em 23 tipos diferentes de células. Os cientistas acreditam que o Ybx1 pode ser um fator de transcrição relacionado à idade e está planejando mais pesquisas sobre seus efeitos.

"As pessoas dizem que 'você é o que você come', e estamos descobrindo que isso é verdade de várias maneiras", diz Concepcion Rodriguez Esteban, outro dos autores do artigo e pesquisador da equipe em Salk. "O estado de suas células com a idade depende claramente de suas interações com o ambiente, que incluem o que e quanto você come".

Agora, a equipe está tentando utilizar essas informações em um esforço para descobrir as metas de envelhecimento dos medicamentos e implementar estratégias para aumentar o tempo de vida e a saúde.

Outros pesquisadores do estudo foram Shuai Ma, Shuhui Sun, Lingling Geng, Moshi Song, Wei Wang, Yanxia Ye, Qianzhao Ji, Zhiran Zou, Si Wang e Qi Zhou da Academia Chinesa de Ciências; Xiaojuan He, Wei Li, Piu Chan e Weiqi Zhang da Universidade Médica de Xuanwu Hospital Capital; Xiao Long do Hospital da Faculdade de Medicina da União de Pequim; e Guoji Guo, da Faculdade de Medicina da Universidade de Zhejiang.

O trabalho e os pesquisadores envolvidos foram apoiados por doações do Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Chave da China, o Programa Estratégico de Pesquisa Prioritária da Academia Chinesa de Ciências, a Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, a Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, a Fundação Natural Science de Pequim, a Comissão Municipal de Saúde de Pequim e Planejamento Familiar, Centro de Inovação Avançada para Proteção do Cérebro Humano, o Laboratório Estatal de Biologia de Membranas, a Fundação Moxie e a Fundação Glenn.

Fonte da história:

Materiais fornecidos pelo Salk Institute . Nota: O conteúdo pode ser editado por estilo e duração.

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• Vídeo do YouTube: cientistas de Salk mostram como a restrição calórica evita os efeitos negativos do envelhecimento nas células

Referência da revista :

1. Shuai Ma, Shuhui Sun, Lingling Geng, Moshi Song, Wei Wang, Yanxia Ye, Qianzhao Ji, Zhiran Zou, Si Wang, Xiaojuan He, Wei Li, Concepcion Rodriguez Esteban, Xiao Long, Guoji Guo, Piu Chan, Qi Zhou, Juan Carlos Izpisua Belmonte, Weiqi Zhang, Jing Qu e Guang-Hui Liu. A restrição calórica reprograma a paisagem transcricional de célula única do envelhecimento por Rattus Norvegicus . Cell , 2020; DOI: 10.1016 / j.cell.2020.02.008

Instituto Salk. "Como a restrição calórica evita os efeitos negativos do envelhecimento nas células". ScienceDaily. ScienceDaily, 27 de fevereiro de 2020. .