Métodos modernos en investigación sobre el envejecimiento: desde ratones de laboratorio hasta perros de compañía

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• Organismos modelo en investigación sobre el envejecimiento
• Ratones de laboratorio como estándar de referencia
• Perros de compañía como modelo potente
• Infraestructura del Proyecto de Envejecimiento Canino
• Dieta y nutrición en perros ancianos
• Frecuencia de alimentación y resultados de salud
• Transcripción completa

Organismos modelo en investigación sobre el envejecimiento

El Dr. Matt Kaeberlein, MD, PhD, ofrece una visión general de los métodos utilizados en la investigación moderna sobre el envejecimiento. Este campo depende en gran medida de un grupo central de organismos modelo a menudo denominado el "Consejo de Seguridad de la Biología". El Dr. Matt Kaeberlein, MD, explica que aproximadamente el 90% del trabajo preclínico se realiza en levaduras, gusanos nematodos (C. elegans), moscas de la fruta y ratones de laboratorio. Estos modelos ofrecen distintas ventajas, como la increíblemente corta esperanza de vida de tres semanas de C. elegans, que permite realizar miles de experimentos.

Ratones de laboratorio como estándar de referencia

El Dr. Matt Kaeberlein, MD, PhD, identifica a los ratones de laboratorio como el estándar de referencia actual para los estudios preclínicos sobre envejecimiento. Esto se debe en gran medida a su uso extensivo durante varias décadas. Un avance significativo ha sido la disponibilidad comercial de roedores envejecidos. Los investigadores ahora pueden comprar ratones ancianos en lugar de mantener colonias durante años. Este cambio ha ampliado enormemente la capacidad para realizar estudios de esperanza de vida y esperanza de vida saludable en ratones. Sin embargo, el Dr. Matt Kaeberlein, MD, señala que esto puede ocurrir a expensas de explorar el envejecimiento en otros sistemas modelo valiosos.

Perros de compañía como modelo potente

El Dr. Matt Kaeberlein, MD, PhD, expresa un entusiasmo particular por estudiar el envejecimiento en perros de compañía. Los perros domésticos envejecen aproximadamente siete veces más rápido que los humanos, lo que permite completar los estudios en un plazo razonable. Crucialmente, los perros comparten el entorno humano, experimentando variaciones ambientales similares. Esta es una ventaja importante sobre los ratones de laboratorio criados en instalaciones controladas y libres de patógenos. El Dr. Kaeberlein cree que esto convierte a los perros en un modelo potente para comprender cómo el entorno impacta en el envejecimiento biológico.

Infraestructura del Proyecto de Envejecimiento Canino

Una iniciativa clave discutida por el Dr. Kaeberlein es el Proyecto de Envejecimiento Canino. Este estudio longitudinal tiene como objetivo construir la infraestructura para utilizar perros de compañía en la investigación sobre el envejecimiento. El proyecto ha inscrito aproximadamente 34.000 perros en su componente fundacional. Los dueños completan una encuesta extensa sobre salud y experiencias de vida de sus mascotas. Esta recopilación integral de datos captura historial de salud, entorno doméstico y patrones de consumo de alimentos. El objetivo es comprender los determinantes genéticos y ambientales del envejecimiento saludable en perros.

Dieta y nutrición en perros ancianos

Durante su conversación con el Dr. Anton Titov, MD, el Dr. Kaeberlein aborda el papel de la dieta en el envejecimiento canino. Aclara que, aunque las dietas caninas en el mundo occidental no son idénticas a las humanas, existe una variación significativa. Los perros reciben diferentes formulaciones, incluyendo pienso, comida húmeda, dietas de prescripción y dietas de alimentos crudos. Esta diversidad, aunque no tan amplia como la variedad de alimentos humanos, ofrece una oportunidad para estudiar el impacto de la dieta. Representa un avance respecto a las dietas altamente refinadas y controladas que se administran a los roedores de laboratorio.

Frecuencia de alimentación y resultados de salud

El Dr. Matt Kaeberlein, MD, PhD, comparte datos convincentes del Proyecto de Envejecimiento Canino sobre la frecuencia de alimentación. El análisis de la gran cohorte reveló una correlación llamativa. Los perros alimentados solo una vez al día mostraron frecuencias más bajas de diagnóstico en diez categorías de enfermedades relacionadas con la edad. Para seis de esas categorías, los efectos fueron grandes y estadísticamente significativos. El Dr. Kaeberlein advierte que esto muestra correlación, no necesariamente causalidad. Sin embargo, ilustra poderosamente cómo el estudio de perros de compañía puede generar hipótesis importantes sobre nutrición y envejecimiento.

Transcripción completa

Dr. Anton Titov, MD: Pero si damos un paso atrás y quizás abordemos los métodos de la investigación moderna sobre el envejecimiento, porque existen varios organismos modelo, como se dice, el Consejo de Seguridad de la Biología. ¿Cómo se realiza la investigación moderna sobre el envejecimiento? Quizás pueda ofrecer una visión general.

Dr. Matt Kaeberlein, MD: Diría que los ratones de laboratorio siguen siendo probablemente el estándar de referencia para los estudios preclínicos. Esto se debe en parte a que es el organismo modelo que se ha utilizado más extensamente durante las últimas décadas, y a la disponibilidad de ratones de laboratorio.

Uno de los cambios realmente importantes en los últimos cinco o diez años ha sido la disponibilidad comercial de roedores envejecidos para estudios experimentales. Antes era difícil realizar estudios de envejecimiento, esperanza de vida y esperanza de vida saludable en ratones, porque había que empezar hace tres años para que los ratones fueran lo suficientemente viejos para hacer los experimentos. Ahora se pueden comprar ratones ancianos de Jackson Laboratory, lo que ha tenido un gran impacto en facilitar una expansión de los estudios sobre envejecimiento en modelos preclínicos.

Otra consecuencia de esto, sin embargo, es que aún más personas utilizan ratones, quizás a expensas de explorar el envejecimiento en otros sistemas modelo.

Los modelos animales clásicos para la investigación sobre el envejecimiento son las levaduras, el gusano nematodo C. elegans, las moscas de la fruta y los ratones. Todavía diría que el 90% del trabajo preclínico en el campo se realiza en esos modelos. El killifish está emergiendo como un nuevo modelo vertebrado realmente interesante, pero todavía es un número relativamente pequeño de animales que utilizan killifish.

Existen algunos de estos otros modelos animales más esotéricos como la rata topo desnuda que algunas personas han estado estudiando durante muchos años. Pero de nuevo, es una verdadera minoría del campo, estudiar el envejecimiento en estos modelos animales muy longevos, porque es difícil hacer experimentos en un modelo animal que vive 30 años.

Esa es la genialidad de algo como C. elegans, que envejece y muere en tres semanas. Se pueden hacer miles de experimentos en un tiempo razonable. Simplemente no se puede hacer eso ni siquiera en ratones, y ciertamente no en una rata topo desnuda que vive 30 o 40 años. Así que es un acto de equilibrio.

El otro modelo animal que quizás valga la pena mencionar es el tití, que es un primate no humano. Hay algunos laboratorios que estudian el envejecimiento en el tití. Una de las ventajas del tití sobre los primates no humanos más grandes es que tienen una esperanza de vida en el rango de 10 a 20 años.

Una de las desventajas del tití es que no sabemos cuál es su esperanza de vida en cautiverio. Creo que ha sido un desafío para algunas de las personas que trabajan con los titíes es que pensaban que los titíes solo vivirían diez años, pero resulta que probablemente vivan más que eso en cautiverio. Así que veremos si el tití emerge como un modelo de primate no humano útil.

Y luego, por supuesto, el animal que me interesa y emociona particularmente para comprender la biología del envejecimiento es el perro de compañía o el perro doméstico. Los perros domésticos son animales realmente interesantes para estudiar el envejecimiento biológico por diversas razones.

Dos de las grandes son que envejecen rápidamente. Todo el mundo está familiarizado con la idea de que un año humano equivale a unos siete años de perro. Todo lo que significa es que los perros envejecen aproximadamente siete veces más rápido que las personas. Por supuesto, eso no es una verdadera equivalencia biológica, pero está bastante cerca.

Eso significa que se pueden hacer estudios para tratar de entender cuáles son los determinantes genéticos y ambientales más importantes del envejecimiento saludable en perros domésticos en un plazo razonable.

Otra característica de los perros, sin embargo, que creo que es realmente importante apreciar es que comparten el entorno humano. Ya hemos hablado un poco sobre cómo la mayoría de los estudios en ratones se realizan en instalaciones muy bien controladas y libres de patógenos, con poca variación en el entorno.

Los perros experimentan casi toda la variación ambiental que las personas. Así que desde la perspectiva de tratar de entender el papel de la variación ambiental en el envejecimiento biológico, creo que los perros de compañía son un animal particularmente potente para estudiar eso.

Luego, quizás lo más importante, la gente ama a sus perros. Soy una persona de perros. Amo a mi perro. Y así creo que si somos capaces de comprender tanto el proceso de envejecimiento en perros como potencialmente modificar ese proceso para dar a los perros domésticos años extra de esperanza de vida saludable, eso tiene un valor intrínseco significativo en sí mismo, para la calidad de vida tanto del perro como del humano.

Por esas razones, siento que los perros de compañía aportan mucho valor al campo en términos de comprender la biología del envejecimiento. Estamos intentando activamente construir la infraestructura que permitirá al campo poder utilizar el perro de compañía para estudiar la biología del envejecimiento.

Dr. Anton Titov, MD: Así que esto es, sí, los perros son muy interesantes. Pero considerando la importancia de la dieta en la enfermedad en humanos en cada interacción, parece que la dieta de los perros de compañía, al menos en el mundo occidental, está bastante bien controlada, estandarizada y optimizada. Y no se recomienda la comida humana para perros. Obviamente, en otras partes del mundo, es significativamente diferente. ¿Cómo ve esa comparación? ¿Ese factor dietético esencialmente eliminado del entorno?

Dr. Matt Kaeberlein, MD: Sí, es una buena pregunta. Así que un par de cosas, diría, creo que tiene razón, al menos en el mundo occidental, la mayoría de los perros de compañía no comen una dieta comparable a la dieta humana, al menos en términos de la composición específica de los alimentos consumidos. Hay, por supuesto, muchos, quizás la mayoría de los perros de compañía reciben algo de comida humana de vez en cuando.

Pero el otro punto que haría es, dijo que la dieta está bien controlada y optimizada en perros de compañía, y diría que ese no es el caso. Hay varias dietas que la gente dará a sus mascotas. Incluso solo de las principales marcas de comida para perros, hay docenas de formulaciones diferentes, cordero y arroz, pollo, pienso de ternera, comida húmeda, dietas de prescripción, aceites de pescado.

Así que hay mucha variación en realidad en la dieta que se da a los perros de compañía, incluyendo mucha gente ahora que alimenta a sus perros con una dieta de alimentos crudos. Así que no comen la misma diversidad de alimentos que las personas, pero hay una diversidad quizás comparable de alimentos que comen los perros de compañía.

Creo que ciertamente si se puede obtener una población suficientemente grande de perros de compañía y entender qué dieta están recibiendo esos perros, existe el potencial de hacer algunos tipos de análisis correlativos para tratar de entender ¿tiene la composición de la dieta un impacto en los resultados de salud durante el envejecimiento?

De esa manera, no creo que nadie argumente que los perros son un modelo perfecto para el envejecimiento humano. El único modelo perfecto para el envejecimiento humano van a ser los humanos. Pero de esa manera, creo que todavía es un paso adelante respecto a los roedores de laboratorio, que son alimentados casi exclusivamente con una dieta muy refinada con una cantidad muy controlada de dieta adecuada para el estudio.

Así que creo que los perros de compañía pueden capturar la diversidad dietética en una medida bastante buena, lo que puede darnos algunas ideas sobre el papel de la dieta en el envejecimiento saludable.

Y creo que la otra cosa que se puede observar en los perros de compañía es ¿cuánto están comiendo? ¿Ingesta calórica? ¿Y con qué frecuencia están comiendo? ¿Con qué frecuencia se alimenta a los perros?

Analizamos recientemente la frecuencia de alimentación con los resultados de salud durante el envejecimiento como parte del Dog Aging Project. Un componente del Dog Aging Project es un estudio longitudinal sobre el envejecimiento, en el que hemos reclutado a unos 34.000 perros en el Dog Aging Project Pack, que es el componente fundamental del estudio longitudinal.

Para que los perros sean incluidos en el Pack, los propietarios completan una encuesta bastante extensa que recoge su historial de salud, su entorno doméstico, sus patrones de consumo de alimentos, entre otros aspectos. Se trata, por tanto, de una encuesta integral sobre salud y experiencias vitales.

Una de las preguntas de dicha encuesta es: ¿con qué frecuencia alimenta a su perro? Como es de esperar, algunas personas alimentan a sus perros ad libitum, es decir, el perro tiene acceso constante a la comida. Algunas personas los alimentan tres veces al día, otras dos veces al día y otras una vez al día.

La frecuencia de alimentación más común en perros de compañía, al menos en Estados Unidos, parece ser dos veces al día. Creo que más de la mitad de los propietarios de nuestra cohorte alimentaban a sus perros dos veces al día, pero una fracción significativa lo hacía una vez al día.

Planteamos una pregunta muy sencilla: si se observa a los perros alimentados una vez al día y a los alimentados más de una vez al día, simplemente se clasifican en esos dos grupos. Luego se pregunta: ¿cuál es la frecuencia de diagnóstico de una determinada enfermedad relacionada con la edad en esos dos grupos?

Lo que resultó bastante llamativo fue que, en los perros alimentados una vez al día, se observaron frecuencias más bajas de diagnóstico en, creo, diez categorías diferentes de resultados funcionales o enfermedades relacionados con la edad. Y en seis de esas categorías, los efectos fueron grandes y estadísticamente significativos.

Por lo tanto, es una señal fuerte que considero sugerente. Ciertamente se puede afirmar que existe una correlación entre muchos resultados de salud relacionados con la edad y la frecuencia de alimentación en perros. No prueba causalidad, y se pueden barajar explicaciones potenciales, como que quizás los perros alimentados una vez al día tienen menos probabilidad de ser obesos, lo que podría subyacer a estos hallazgos.

Pero creo que ilustra el poder de contar con un gran número de perros de compañía, donde se dispone de datos sobre algo tan sencillo como la frecuencia de alimentación y los diagnósticos de enfermedad. Así se pueden empezar a plantear estas preguntas de gran alcance, que luego generan hipótesis y potencialmente permiten formular preguntas más mecanísticas en el futuro.

De nuevo, ha sido una respuesta un tanto extensa a su pregunta, pero creo que los perros pueden decirnos algo sobre el impacto de la nutrición dietética en el envejecimiento.