Por qué la edad biológica del cerebro podría ser clave para predecir la longevidad, según la ciencia

La vejez llega para todos, pero la rapidez con la que lo hace (y el estado de salud en el que se llega a ella) puede variar drásticamente. Una investigación pionera facilita más que nunca la determinación de la velocidad a la que envejece el cerebro, y demuestra que tener un cerebro "viejo" aumenta el riesgo de muerte en un sorprendente 182% a lo largo de unos 15 años en comparación con las personas en los que ese órgano envejece con normalidad.

En el primero de dos estudios recientes, científicos de la Universidad de Stanford descubrieron que las personas con órganos biológicamente más jóvenes presentaban un riesgo significativamente menor de desarrollar enfermedades en comparación con las que tenían órganos más viejos. Esto era especialmente cierto en el caso del cerebro: además de aumentar el riesgo de muerte, tener un cerebro más viejo multiplicaba por tres el riesgo de demencia.

El equipo de investigación de Stanford hizo estos descubrimientos utilizando un análisis de sangre basado en biomarcadores proteínicos, que les ayudó a estimar la edad biológica de órganos específicos del cuerpo, una medida que, a diferencia de la edad cronológica, capta el verdadero estado de los órganos.

Pero no son los únicos que han hecho avances en este campo.

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En un estudio complementario, investigadores de la Universidad de Duke y de la Universidad de Otago (Nueva Zelanda) demuestran que una sola resonancia magnética (tecnología ya habitual en los hospitales) puede utilizarse para predecir el envejecimiento biológico del cerebro con una precisión sorprendente.

Juntos, estos estudios podrían revolucionar el modo en que científicos y médicos predicen y previenen las enfermedades crónicas mucho antes de que aparezcan.

“En lugar de tratar cada enfermedad una a una después de que la gente las contraiga, queremos enfocar la medicina de una forma completamente distinta e intervenir cuando la gente aún es joven y antes de que se hayan desarrollado las enfermedades relacionadas con la edad”, detalla Terrie Moffitt, coautora del estudio Duke/Otago y profesora de psicología y neurociencia en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke.

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Edad biológica frente a edad cronológica

Hace tiempo que los científicos distinguen entre edad cronológica (el número de años que uno lleva vivo) y edad biológica. Incluso los demás notamos la diferencia en las reuniones del instituto: un antiguo compañero se entrena para su cuarto triatlón, mientras que otro tiene dolores de cadera y problemas de memoria.

Ayuda a diferenciar entre edad biológica y cronológica pensar en la lectura del cuentakilómetros de un coche frente al año en que se fabricó. “Aunque muchas personas conduzcan coches fabricados en 2010, algunas han recorrido muchos más kilómetros que otras”, ejemplifica Ahmad Hariri, profesor de psicología y neurociencia de la Universidad de Duke y autor principal del estudio Duke/Otago.

Y al igual que las piezas de un coche se desgastan de forma diferente, lo mismo ocurre con los distintos órganos del cuerpo. “La edad biológica indica la salud y el estado de un órgano reflejando su funcionamiento, su deterioro y la probabilidad de que desarrolle enfermedades”, explica Tony Wyss-Coray, catedrático de neurología y autor principal del estudio de Stanford. La piel, por ejemplo, puede ser biológicamente más joven que la edad cronológica, mientras que el corazón podría envejecer más deprisa.

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La longevidad de cada órgano depende de una combinación de factores genéticos, estilo de vida, estrés, historial de enfermedades y exposición ambiental. Estos factores ayudan a explicar por qué algunas personas siguen siendo biológicamente jóvenes a pesar de la edad que figura en su carné de conducir, mientras que otras envejecen prematuramente y corren un mayor riesgo de padecer enfermedades como demencia, cardiopatías y diabetes.

Para determinar la edad biológica, los científicos han desarrollado varios “relojes del envejecimiento” que se basan en biomarcadores, es decir, signos medibles de la función biológica a nivel celular o sistémico. Entre los biomarcadores más utilizados se encuentran la metilación del ADN (un proceso químico que “etiqueta” partes del ADN en función de la exposición o el estrés) y la expresión génica.

Aunque cada reloj del envejecimiento tiene una finalidad específica, todos pretenden mejorar nuestra comprensión del envejecimiento.

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Cómo afecta la edad biológica a la salud

Una de las principales ventajas de un reloj del envejecimiento bien diseñado es que revela por qué algunos órganos envejecen más rápido y cómo mantenerlos jóvenes puede aumentar la longevidad y la calidad de vida.

Por ejemplo, el estudio de Stanford, publicado el 9 de julio en Nature Medicine, evaluó el envejecimiento biológico de 11 sistemas de órganos principales (incluidos el cerebro, el corazón y los riñones) y muestra vínculos claros entre la edad biológica y los resultados de salud. En concreto, los órganos más viejos predecían enfermedades, mientras que los biológicamente más jóvenes eran protectores.

Para llegar a estas conclusiones, Wyss-Coray y su equipo analizaron más de 3000 proteínas en muestras de sangre de más de 45 000 humanos. Utilizando el aprendizaje automático, desarrollaron un algoritmo con los datos para estimar la edad biológica de cada sistema de órganos, todo ello a partir de una única muestra de sangre.

Cada “reloj de órgano”, como los llama Wyss-Coray, muestra la edad de un órgano en comparación con la edad cronológica de una persona. “Lo fascinante de nuestra investigación es que las personas con órganos más viejos tenían más probabilidades de desarrollar enfermedades en ellos”, explica.

Por ejemplo, los datos sobre las proteínas sanguíneas mostraron que un corazón anormalmente envejecido predecía un mayor riesgo de fibrilación auricular e insuficiencia cardiaca; los pulmones envejecidos estaban relacionados con un mayor riesgo de EPOC.

Por su parte, un cerebro envejecido aumentaba drásticamente la probabilidad de demencia de la persona. De hecho, una persona con un cerebro biológicamente viejo tenía aproximadamente 12 veces más probabilidades de desarrollar Alzheimer en la siguiente década que sus homólogos con cerebros biológicamente jóvenes.

Por el contrario, los cerebros y corazones biológicamente más jóvenes estaban relacionados con una mayor longevidad. Lo más llamativo del estudio es que tener ese órgano “joven” reduce el riesgo de muerte hasta en un 40%.

Aunque el estudio tenía sus limitaciones (una cohorte principalmente blanca y un panel de proteínas limitado), demuestra que los niveles de proteínas, a diferencia de los datos genéticos, pueden cambiar con el tiempo.

Esto abre la puerta a intervenciones médicas más personalizadas. Si los médicos pueden determinar qué órganos envejecen con rapidez, tal vez puedan ralentizar (o incluso invertir) ese deterioro con un tratamiento específico.

Un reloj del envejecimiento más accesible

Aunque la prueba de Stanford ha sido patentada y licenciada a una empresa de biotecnología con la esperanza de que acabe siendo clínicamente útil, pueden pasar años antes de que esté ampliamente disponible en hospitales y consultas médicas.

En cambio, el estudio Duke/Otago utiliza una tecnología de resonancia magnética que ya es habitual en muchos entornos clínicos. El estudio, publicado el 1 de julio en Nature Aging, se centra en DunedinPACNI, un biomarcador basado en algoritmos desarrollado por el equipo que calcula la rapidez con la que envejece una persona a partir de unas resonancias magnéticas cerebrales estándar.

“A partir de un único escáner cerebral, los investigadores pueden estimar la velocidad a la que se envejece para predecir el riesgo de enfermedad”, detalla Ethan Whitman, autor principal del estudio y doctorando en psicología clínica por la Universidad de Duke.

El algoritmo se desarrolló utilizando más de 50 000 resonancias magnéticas cerebrales de cuatro conjuntos de datos y datos longitudinales del famoso estudio Dunedin, una cohorte poco común de 1037 individuos nacidos en 1972-1973 en Nueva Zelanda y seguidos durante décadas.

Este reloj del envejecimiento identifica marcadores estructurales clave, como el adelgazamiento cortical, la contracción del hipocampo (cambios que se han relacionado con la pérdida de memoria y la demencia) y otros patrones de atrofia específicos de cada región, para estimar el deterioro cerebral y el declive cognitivo. Y lo hace aislando el envejecimiento biológico de las influencias generacionales.

“La mayoría de los relojes de envejecimiento se basan en comparaciones entre personas jóvenes y mayores, lo que puede confundir el envejecimiento con exposiciones generacionales como el humo del tabaco o la gasolina con plomo”, explica Whitman. “Como los participantes en nuestro estudio nacieron todos el mismo año, pudimos centrarnos sólo en el envejecimiento biológico”.

Y lo que es aún mejor, la herramienta logra todo esto con mayor rapidez y precisión que otras medidas anteriores menos accesibles.

Estos hallazgos podrían cambiar las reglas del juego para los ensayos clínicos y los médicos que trabajan para detectar antes las enfermedades relacionadas con el cerebro. 

“DunedinPACNI podría utilizarse como herramienta de medición en ensayos clínicos o como herramienta de cribado para ayudar a los médicos a identificar a los pacientes con mayor riesgo de deterioro cognitivo”, afirma Hariri. De hecho, una medida hermana del algoritmo, conocida como DunedinPACE, ya ha predicho el riesgo de enfermedad en poblaciones de Estados Unidos, Reino Unido y Latinoamérica, incluso antes de que aparecieran los síntomas.

Por ahora, la herramienta sigue siendo una medida relativa, que compara a los individuos con otros del mismo conjunto de datos, pero se están desarrollando normas de referencia para un uso más amplio.

El futuro de la medicina personalizada

En conjunto, estos estudios suponen un salto adelante para la medicina personalizada.

Aunque los estudios se realizaron de forma independiente, los dos equipos de investigación revisaron y elogiaron el trabajo del otro. Kristine Yaffe, directora del Centro de Salud Cerebral de la Población de la Universidad de California en San Francisco, que no participó en ninguno de los dos estudios, también los revisó y los calificó de alta calidad, a gran escala y muy complementarios.

Wyss-Coray describe la investigación Duke/Otago como “un enfoque muy potente para construir mejores modelos, obtener más conocimientos biológicos y hacer mejores predicciones sobre la salud y la enfermedad”.

Whitman, por su parte, califica la investigación de Stanford de “estudio excelente que hace avanzar nuestra comprensión del envejecimiento y de cómo medirlo”.

Pero es la combinación de ambos enfoques lo que puede resultar más prometedor.

“Utilizando ambos tipos de mediciones, se puede identificar el riesgo general de una persona de padecer enfermedades crónicas y también detectar el riesgo excepcionalmente elevado de padecer enfermedades específicas de un órgano: es como saber no sólo a qué velocidad va el coche, sino también qué piezas se desgastan antes”, explica Hariri.

“Es emocionante prever un futuro en el que una simple gota de sangre o una resonancia magnética puedan ayudar a orientar intervenciones personalizadas (como cambios en el estilo de vida o en la medicación) y a seguir su eficacia a lo largo del tiempo”, se hace eco Wyss-Coray.

Y eso es importante porque ninguna medida por sí sola “puede contar la historia completa”, asegura Whitman. “Los médicos del futuro necesitarán varias herramientas que ofrezcan perspectivas únicas sobre cómo envejecemos y cómo podemos mantenernos sanos durante más tiempo”.