Una investigación publicada en Science se propuso analizar a fondo el ADN de más de 800 perros y en ese detalle observó cómo las razas de perros grandes pierden un 35% más rápido algunas marcas reguladoras que los canes de menor tamaño. Un hallazgo que guarda pistas acerca de cómo es la longevidad de estos animales de compañía.
¿Cuál es la causa de esa diferencia? Todo podría deberse al ADN y a ciertos elementos genéticos como acaba de conocer este trabajo llevado a cabo por científicos de la Universidad Estatal de Arizona.
Pero, para comprender mejor todo esto hay que fijarse en una parte del ADN conocida como elementos LINE-1, o lo que es lo mismo, las secuencias genéticas que pueden copiarse e insertarse en diferentes posiciones del genoma. Es por esto por lo que se les conoce como los «genes saltarines».
Cuando las marcas reguladoras se pierden, algunos elementos móviles pueden escapar parcialmente de ese control. «Su actividad se ha relacionado con distintos procesos celulares asociados al envejecimiento, aunque sus efectos dependen del contexto biológico y no implican necesariamente que sean responsables directos del deterioro del organismo«, se puede leer en la investigación publicada.
Esto es una nueva vía para investigar la longevidad canina y humana y va más allá de descubrir más cosas sobre las diferencias entre razas. Los perros comparten con los humanos numerosos mecanismos biológicos y desarrollan cambios relacionados con la edad que pueden ayudar a investigar el envejecimiento en mamíferos.
No obstante, estos resultados no significan que exista ya una explicación definitiva para la menor esperanza de vida de los perros grandes. La genética, el desarrollo, la predisposición a determinadas enfermedades y otros factores biológicos también pueden influir en la longevidad de cada animal.
La longevidad en el caso de los perros grandes
En los mamíferos, las especies de mayor tamaño suelen vivir más años; sin embargo, cuando se comparan individuos de una misma especie, la relación puede invertirse: los más pequeños suelen vivir más que los grandes. Los perros son un ejemplo de ello.
Los que son de razas grandes crecen más rápido y suelen morir antes que las pequeñas; algo que se ha intentado estudiar desde hace décadas para conocer qué mecanismos biológicos explican esta diferencia y por qué los perros de mayor tamaño envejecen antes.
«Los perros constituyen un modelo extraordinario para estudiar el envejecimiento, porque presentan grandes diferencias en la esperanza de vida dentro de una misma especie», explica Noah Snyder-Mackler, autor principal del estudio y profesor de la Facultad de Ciencias de la Vida y del Centro de Evolución y Medicina de la Universidad Estatal de Arizona.
Así, ha habría una posible explicación molecular de esta diferencia: el envejecimiento podría estar relacionado con cambios en la regulación del ADN que afectan de manera distinta a los perros según su tamaño.
Los llamados genes saltarines
En los mamíferos, las especies de mayor tamaño suelen vivir más años; sin embargo, cuando se comparan individuos de una misma especie, la relación puede invertirse: los más pequeños suelen vivir más que los grandes. Los perros son un ejemplo de ello.
Para investigar las diferencias en el envejecimiento canino, el equipo analizó muestras de ADN de 864 perros participantes en el Dog Aging Project, una iniciativa de investigación sobre el envejecimiento de estos animales. Los científicos estudiaron los patrones de metilación del ADN en todo el genoma.
«La metilación es un proceso químico que forma parte de la regulación epigenética: permite modificar la actividad de los genes sin alterar la secuencia del ADN. Estas marcas epigenéticas pueden cambiar con el tiempo y en respuesta a factores ambientales, como la alimentación o el estrés. Además, la metilación del ADN es uno de los indicadores que se utilizan para estudiar el envejecimiento biológico», explican los responsables de este interesante estudio.
Los resultados muestran que el envejecimiento se asocia con una pérdida progresiva de estas marcas reguladoras en numerosas regiones del genoma. El fenómeno destaca especialmente en los llamados elementos transponibles, secuencias de ADN conocidas popularmente como «genes saltarines» porque pueden desplazarse o generar copias que se insertan en otras regiones del genoma.
Entre ellos, los investigadores identificaron los elementos LINE-1 como un componente relevante de las diferencias observadas en el envejecimiento biológico.
«Los LINE-1 pueden copiarse e insertarse en distintos puntos del genoma. Cuando están activos, pueden alterar el ADN y contribuir a la inestabilidad genómica. En condiciones normales, diversos mecanismos celulares, entre ellos la metilación del ADN, limitan su actividad. Sin embargo, la pérdida de estas marcas reguladoras puede favorecer que se reactiven. Este fenómeno se ha relacionado con el cáncer y otras enfermedades asociadas al envejecimiento», señala Snyder-Mackler.
Lo que se ha descubierto entonces es que la regulación epigenética de esos elementos transponibles, sobre todo de los LINE-1, puede llegar a ser un condicionante a tener en cuenta a la hora de conocer la rapidez con la que los distintos perros se van haciendo más mayores.
El estudio revela que más del 40 % de las regiones genómicas asociadas a los LINE-1 pierden metilación con la edad, pero esta pérdida no es igual en todos los perros.
«Esta es una de las señales moleculares más claras que hemos observado y que encaja con la conocida relación entre el tamaño corporal y la esperanza de vida de los perros», afirma Blaise Mariner, coautor del estudio e investigador de la Facultad de Ciencias de la Vida y del Centro de Evolución y Medicina de ASU. «Los resultados sugieren que el envejecimiento más rápido de los perros grandes podría deberse, al menos en parte, a una menor capacidad para mantener bajo control estos ‘genes saltarines'».
Hay diferencias si son machos o hembras
Los investigadores también encontraron diferencias entre sexos. Las hembras tienen dos cromosomas X (XX), mientras que los machos tienen un cromosoma X y otro Y (XY).
En el cromosoma X, los elementos LINE-1 presentaban mayores niveles de metilación en los machos que en las hembras. Este resultado apunta a que dichos elementos podrían tener una actividad mayor en las hembras, aunque será necesario investigar más para determinar si esta diferencia influye en los patrones de envejecimiento de cada sexo.
«Este fue un resultado inesperado», afirma Brianah McCoy, quien codirigió la investigación durante su doctorado en ASU. «Pone en cuestión algunas de nuestras ideas sobre cómo se regula el cromosoma X y demuestra la complejidad del envejecimiento epigenético».
Más allá de estos resultados, el estudio subraya la importancia de la epigenética para comprender la salud y la longevidad y los distintos ritmos que puede haber entre individuos de una misma especie.
La investigación destaca también por su escala. El análisis de 864 perros exigió cartografiar y secuenciar más de tres millones de sitios de metilación en una muestra amplia y diversa. Este volumen de datos permitió identificar patrones que podrían haber pasado inadvertidos en estudios con menos animales.
«Los grandes proyectos colaborativos, como el Dog Aging Project, son esenciales para descubrir este tipo de patrones«, afirma Snyder-Mackler. «Nos permiten relacionar los cambios moleculares con las diferencias reales en la salud y la esperanza de vida».
Los hallazgos podrían tener implicaciones que vayan más allá de la salud canina. Si los elementos transponibles desempeñan un papel importante en el envejecimiento de los mamíferos, comprender cómo se regulan podría abrir nuevas vías de investigación para prevenir enfermedades asociadas a la edad.
«Nuestro trabajo sugiere que los elementos transponibles podrían ser una parte fundamental del proceso de envejecimiento de los mamíferos«, explica Snyder-Mackler. «Si es así, actuar sobre estos elementos o sobre los mecanismos que los regulan podría ser una vía prometedora para desarrollar futuras terapias que prolonguen la esperanza de vida saludable en los seres humanos».
No obstante, todavía es pronto para sacar una conclusión general y certera. Los perros, como en este estudio, ofrecen esta oportunidad para comprender por qué las razas grandes viven menos que las pequeñas. También pueden ayudar a esclarecer algunos de los mecanismos moleculares que compartimos con ellos. Las claves para vivir más años y con mejor salud podrían encontrarse no solo en la secuencia de nuestros genes, sino también en cómo se regula su actividad a lo largo de la vida.
