Los secretos de la longevidad podrían estar en el ADN de los murciélagos

Los murciélagos, mamíferos conocidos por su longevidad relativa a su tamaño, podrían guardar claves importantes para una vida larga y saludable en su ADN. Esta idea cautivó a Juan Manuel Vazquez durante su etapa como estudiante de posgrado en la Universidad de Chicago. Sin embargo, en ese momento, había poca información genómica publicada sobre los murciélagos que pudiera ayudar a responder preguntas sobre la longevidad. En 2020, al convertirse en investigador postdoctoral en la Universidad de California - Berkeley, comenzó a buscar especies de murciélagos en el oeste de EE. UU. que pudieran proporcionar muestras de tejido para secuenciación de ADN.

Con la ayuda de estudiantes de Berkeley, Vazquez recorrió la región, instalando redes de niebla sobre arroyos, estanques y ríos por la noche. El equipo capturó murciélagos, tomó pequeñas muestras de biopsia y liberó a los animales. Gran parte del trabajo se centró en el género Myotis, que incluye algunas especies con longevidades excepcionales. Por ejemplo, un Myotis brandtii fue marcado en Europa y recapturado 50 años después.

Genomas de murciélagos revelan conexión con la longevidad

En un nuevo estudio publicado en Nature, Vazquez y sus colegas presentaron el primer análisis de ocho genomas de Myotis. Los resultados apuntaron a una conexión fuerte entre la longevidad y la función inmune. Los murciélagos de mayor longevidad mostraron niveles más altos de genes asociados con la lucha contra el cáncer.

Los hallazgos sugirieron que la longevidad podría depender, en parte, de un sistema inmunológico que se mantiene altamente efectivo tanto contra organismos infecciosos como contra el cáncer. Además, se encontró un solapamiento significativo entre los genes asociados con el envejecimiento y los involucrados en la defensa contra enfermedades, lo que sugiere que estudiar un proceso podría ayudar a explicar el otro.

Las células dañadas de los murciélagos eligen la autodestrucción

Como parte del estudio, Vazquez cultivó células recolectadas de biopsias de alas de murciélagos en el laboratorio. Actualmente, tiene cultivos celulares de 259 individuos que representan 32 especies. Luego expuso las células cultivadas a productos químicos tóxicos para observar cómo respondían a daños severos.

El murciélago de más larga vida en su muestra, el Myotis lucifugus, reaccionó de manera inesperada. En lugar de activar genes que producen proteínas de reparación del ADN, las células aumentaron la actividad de genes que promueven la muerte celular.

"Encontramos lo opuesto a lo que esperábamos si se trataba a los murciélagos con una dosis letal de este químico", comentó. "El murciélago de más larga vida en América del Norte decide 'no puedo salvar este barco' y cambia inmediatamente a priorizar la eliminación de las células dañadas. El elefante, otra especie resistente al cáncer y de larga vida, tiene la misma estrategia: si no puedes salvar la célula, mata la célula".

Este resultado sugiere que los animales pueden haber desarrollado estrategias muy diferentes para prevenir que las células dañadas se vuelvan peligrosas. Comprender esas estrategias podría proporcionar pistas valiosas sobre la longevidad, según Peter Sudmant, profesor asociado de biología integrativa en Berkeley que estudia la genética del envejecimiento y la longevidad.

"Al observar la diversidad de la vida y las notables longevidades de diferentes especies, esperamos entender mejor la interacción entre el daño del ADN y el sistema inmunológico para poder tener vidas plenas y saludables", afirmó.

Longevidad, un estilo de vida activo y un sistema inmunológico alerta

Los murciélagos han sido notablemente exitosos desde que aparecieron hace aproximadamente 60 millones de años. Hoy en día, representan el 20% de todas las especies de mamíferos, ocupan hábitats en todos los continentes excepto en la Antártida y se han adaptado a una amplia gama de nichos ecológicos.

Entre las 1,511 especies de murciélagos conocidas, alrededor de 139 pertenecen al género Myotis. Estas especies son especialmente interesantes porque especies estrechamente relacionadas pueden tener longevidades dramáticamente diferentes. El Myotis brandtii puede sobrevivir hasta medio siglo, mientras que el Myotis nigricans, de América del Sur y Central, vive solo alrededor de siete años. Vazquez comparó este contraste con una situación hipotética en la que nuestro pariente cercano, Homo neanderthalensis, viviera nueve veces más que el moderno Homo sapiens.

Otra característica inusual de los murciélagos es su sistema inmunológico. Los científicos han descubierto que funciona a un nivel inusualmente alto, ayudando a los murciélagos a controlar la inflamación dañina mientras viven con infecciones virales persistentes sin enfermarse. Esta capacidad permite que los murciélagos sanos alojen una variedad extraordinaria de virus, algunos de los cuales, como los relacionados con la causa del COVID-19, pueden transmitirse a los humanos.

Los investigadores han propuesto que los poderosos sistemas inmunológicos de los murciélagos podrían estar conectados con su intensa actividad física. Vazquez compara los vuelos nocturnos que realizan los murciélagos mientras cazan insectos con correr varios ultramaratones cada día.

"Los murciélagos han evolucionado esta increíble capacidad de acondicionamiento físico, esta increíble habilidad para lidiar con enfermedades y esta increíble capacidad para prevenir el cáncer", comentó. "Eso significa que, al comprender cómo los murciélagos han evolucionado para hacer todas estas cosas que otros mamíferos no han podido, podemos encontrar formas completamente nuevas e inesperadas de abordar las enfermedades humanas".

Los genes de longevidad también ayudan a los murciélagos a combatir virus

El nuevo análisis genómico ofrece otra conexión intrigante. Siempre que Vazquez identificaba un gen asociado con la longevidad de los murciélagos, su colaboradora Elise Lauterbur, entonces en la Universidad de Arizona, a menudo había identificado el mismo gen como uno involucrado en las interacciones entre los murciélagos y los virus.

"Hay mucho más solapamiento del que se esperaría por pura casualidad entre los genes asociados con la longevidad y los genes asociados con interacciones virales", afirmó.

Los investigadores también encontraron que los murciélagos Myotis poseen un número inusualmente grande de genes que producen proteínas que interactúan con virus de ADN, como los virus del herpes, que transportan su información genética en ADN. Estas proteínas pueden asistir en la infección viral o ayudar a proteger al animal. Una función protectora, por ejemplo, puede involucrar aumentar la producción de interferón, una proteína de señalización antiviral que ayuda a coordinar las defensas inmunitarias.

"Las proteínas que interactúan con virus de ADN fueron fuertemente enriquecidas por selección en los murciélagos en contraste con la mayoría de los otros mamíferos, donde hay un fuerte enriquecimiento por selección para proteínas que interactúan tanto con virus de ADN como de ARN", indicó Sudmant.

Los humanos y otros primates muestran un patrón diferente. Tienden a tener más genes que producen proteínas que interactúan con virus de ARN, incluidos virus como COVID y VIH, en comparación con los virus de ADN.

Por qué los virus de los murciélagos pueden ser tan peligrosos para los humanos

Este desajuste evolutivo entre las defensas inmunitarias de los murciélagos y los humanos podría ayudar a explicar por qué algunos virus que se transmiten de los murciélagos a las personas pueden causar enfermedades zoonóticas graves. Vazquez advirtió: "Los humanos y los murciélagos son muy incompatibles entre sí. Esa es una de las razones por las que debemos tener cuidado al trabajar con murciélagos: es una calle de doble sentido para las zoonosis. No queremos darle algo al murciélago y no queremos recibir algo del murciélago. Ese desajuste definitivamente es algo que deberíamos investigar más".

Vazquez continúa investigando los mecanismos genéticos que controlan la longevidad utilizando cultivos celulares en su nueva posición como docente en la Universidad Estatal de Pensilvania. Por su parte, Sudmant se enfoca más de cerca en cómo esas células regulan sus respuestas inmunitarias.

"Una de las cosas que me entusiasma es el intercambio entre cómo un murciélago se protege produciendo proteínas que atacan los genomas de los virus, pero también protege su propio genoma de ser atacado por esas proteínas", concluyó.

En el estudio también participaron Lucie Etienne de la École Normale Supérieure en Lyon, Francia, y David Enard de la Universidad de Arizona en Tucson. La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Nacional de Ciencia.