Las buenas relaciones sociales favorecen un envejecimiento cerebral saludable

Los científicos llevan mucho tiempo interesados en explorar estas causas fundamentales y en estudiar cómo el entorno puede ofrecer una vía para ralentizar el ritmo de envejecimiento de nuestro cerebro.

«Todavía no sabemos muy bien cómo nuestro entorno social puede alterar nuestro organismo, pero muchos trabajos recientes han apuntado a cambios en el nivel de regulación de los genes, es decir, cómo se activan y desactivan nuestros genes», afirma Noah Snyder-Mackler, de la Universidad Estatal de Arizona.  Ahora, gracias a las nuevas tecnologías disponibles, los científicos pueden empezar a desentrañar la misteriosa conexión entre la dinámica del entorno social y los cambios moleculares en el cerebro.

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Sin embargo, debido a la dificultad de realizar estudios en humanos y a que los procesos de envejecimiento se prolongan durante décadas, científicos como Snyder-Mackler han recurrido a nuestros primos genéticos más cercanos, los primates no humanos, para comprender mejor cómo nuestro entorno social puede alterar nuestra fisiología, desde el nivel orgánico hasta nuestros genes.

Ahora, el equipo de Snyder-Mackler demuestra que, en una población de monos macacos, las hembras con un mayor estatus social tenían perfiles moleculares más jóvenes y resistentes, lo que proporciona un vínculo clave entre el entorno social y los cerebros sanos.

Este trabajo se realizó en macacos rhesus, que «son la especie modelo de primate no humano mejor estudiada en medicina. Estos animales también muestran algunos de los mismos cambios relacionados con la edad que observamos en los seres humanos, como la disminución de la densidad ósea y la masa muscular, los cambios en el sistema inmunitario y un deterioro general de la función conductual, sensorial y cognitiva», señala Snyder-Mackler.

«Este trabajo se basa en los más de 15 años de trabajo de nuestro equipo investigando las interacciones entre el comportamiento social, la genética y el cerebro de los macacos de Cayo», asegura Michael Platt, de la Escuela de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania. «Los descubrimientos realizados por nuestro equipo demuestran el valor de todo el trabajo y los recursos invertidos en este estudio a largo plazo».

«La investigación demuestra el valor de crear redes de colaboración a largo plazo entre instituciones», añade James Higham, profesor de antropología de la Universidad de Nueva York. «La financiación a largo plazo de este tipo de redes es la clave para posibilitar importantes hallazgos multidisciplinares en poblaciones animales naturalistas».

El laboratorio de Snyder-Mackler investiga las causas y consecuencias de la variación del entorno social, examinada a escalas que van desde las moléculas diminutas hasta el organismo completo.

En la última década, las nuevas tecnologías genómicas han impulsado a los investigadores a sondear estas interacciones a un nivel sin precedentes para explorar esta interacción dinámica entre el entorno y el genoma. ¿Puede una adversidad social o ambiental imitar la edad avanzada a nivel molecular? La respuesta es un sí rotundo.

El equipo de Snyder-Mackler ha publicado recientemente en «PNAS» uno de los primeros estudios que demuestran que los individuos que han sufrido una catástrofe natural, concretamente un huracán, tienen sistemas inmunitarios molecularmente más viejos.

El grupo que han estudiado es una población de macacos rhesus en libertad que viven en la aislada isla de Cayo Santiago (Puerto Rico). Los animales viven en la isla desde 1938 y son gestionados por el Centro de Investigación de Primates del Caribe (CPRC).

Para establecer las conexiones entre el estatus social y el funcionamiento interno del cerebro, el equipo emprendió dos estudios complementarios: 1) generar conjuntos de datos exhaustivos sobre la expresión génica de 15 regiones diferentes del cerebro, y 2) centrarse en una región con mayor detalle a nivel de célula individual (en este caso, un análisis detallado dentro de una sola región del cerebro, la corteza prefrontal dorsolateral (dlPFC), un área cerebral asociada desde hace tiempo con la memoria, la planificación y la toma de decisiones. Este trabajo se complementó con observaciones conductuales detalladas y la recogida de datos en 36 animales de estudio (20 hembras y 16 machos).

Cuando agruparon cada región cerebral de la muestra por edades, destacaron 8 grupos distintos de genes. Entre los más interesantes estaban los implicados en los procesos metabólicos, la señalización celular y las respuestas inmunitarias y al estrés.

«Acabamos identificando miles de genes que muestran diferencias asociadas a la edad en los patrones de expresión, incluyendo aproximadamente 1.000 que muestran patrones muy consistentes en todo el cerebro», explica Chiou.

A continuación, se centraron en su análisis para ampliar la zona de la corteza prefrontal del cerebro a nivel de una sola célula.

«Complementamos nuestros datos de expresión génica en todo el cerebro con medidas de la expresión de genes en 71.863 células individuales en el córtex prefrontal de 24 hembras a lo largo de su vida», afirma Chiou.

Los datos de expresión génica les permitieron clasificar cada célula individual en ocho amplios tipos de células neuronales (por ejemplo, neuronas excitadoras, microglía, etc.) y, a continuación, analizarlas en 26 tipos y subtipos celulares distintos en la región cerebral del CPDL.

También revelaron fuertes paralelismos entre las firmas de expresión génica de los macacos y de los humanos en relación con la edad. Algunas de estas variaciones eran específicas de regiones asociadas a enfermedades neurológicas degenerativas, mientras que otras reflejaban patrones neurológicos conservados asociados a la edad avanzada en todo el cerebro.

Cuando se compararon los datos de los cerebros de ratones y humanos, las vías que mostraban las mayores similitudes en la variación vinculada a la edad en las distintas regiones eran las centrales a la comunicación cerebral célula a célula (transmisión química sináptica, compartida entre cinco regiones), el crecimiento cerebral (regulación negativa de la neurogénesis, compartida entre tres regiones) y un gen regulador cerebral clave para el crecimiento y la muerte celular (regulación positiva de la citoquina proinflamatoria factor de necrosis tumoral, compartida entre tres regiones).

Pero no todos los hallazgos encontraron paralelos en los seres humanos, lo que sugiere que puede haber causas fundamentales de algunas enfermedades neurodegenerativas que también forman parte de lo que nos hace singularmente humanos.

Estas diferencias clave entre los efectos de la edad en macacos y humanos podrían ayudar a explicar los mecanismos únicos que subyacen a algunas enfermedades neurodegenerativas humanas.

Entre las vías bioquímicas que muestran una mayor divergencia de edad entre las regiones se encuentran las vías energéticas (cadena de transporte de electrones/fosforilación oxidativa, encontrada en cuatro regiones). Curiosamente, las enfermedades neurodegenerativas humanas, como la enfermedad de Parkinson (cuatro regiones), la enfermedad de Huntington (tres regiones) y el Alzheimer (una región), se asociaron con algunos de los conjuntos de genes más divergentes entre humanos y monos.

«Esto sugiere que, aunque las vías de neurodegeneración en humanos difieren de las de los macacos en sus perfiles de edad en algunas regiones, siguen mostrando una fuerte superposición con la adversidad social, en paralelo a los vínculos epidemiológicos en humanos entre la adversidad social y las enfermedades neurodegenerativas», asegura el investigador Alex DeCasien.

A continuación, el equipo aplicó sus datos a los aspectos sociales del envejecimiento de los macacos, que presentan varias características únicas. En las hembras de macaco, el rango de dominancia (el análogo de los monos al estatus social) se hereda de la madre y, en su mayor parte, permanece estable durante toda la vida. Esto es muy diferente del patrón encontrado en los macacos machos, que dejan sus grupos cuando maduran y entran en sus nuevos grupos en la parte inferior de la jerarquía antes de subir de rango a medida que su permanencia en el nuevo grupo se alarga.

«Los datos de los seres humanos y otras especies sociales sugieren que la variabilidad en el riesgo, la aparición y la progresión de las enfermedades relacionadas con la edad se explica en parte por la variación en el nivel de vida», concluyen.