[en] Advances in health care and quality of life in modern societies have led to an increase in the percentage of the population reaching advanced ages, with a projected 25 % of western countries citizens being over the age of 65 by 2060. Aging is one of the main risk factors for a wide range of pathologies, including osteoporosis, sarcopenia, and cognitive degeneration. These conditions are accompanied by suffering, disability, and elevated economic and social costs, thus new therapies are needed to achieve healthy aging. The protein klotho (KL) has been identified as a promising anti-aging molecule due to its pleiotropic actions, with pro-longevity effects on pathways such as insulin/insulin-like growth factor and Wnt signaling, as well as inflammatory and oxidative stress modulation. Here, we explored the safety and anti-aging potential of the secreted isoform of KL in the SAMP8 and C57BL/6J mice, murine models for accelerated and non-pathological aging, respectively. First, different KL isoforms were expressed in young healthy animals in order to study possible negative effects of the treatment. of note, the p-KL isoform, solubilized form of the full-length KL protein (m-KL), altered mineral metabolism regulation, generating a strong osteoporotic phenotype. In contrast, the s-KL isoform did not interfere into mineral metabolism or induced other adverse effects in the different histological and serological studies performed, suggesting pharmacological safety. Next, AAV9 vectors carrying a copy of the s-KL cDNA were delivered into aged SAMP8 and C57BL/6J mice, which efficiently increased concentration of s-KL protein in serum, improving the aging phenotype in different organs analyzed. The KL treatment improved fitness in behavioral tests, which correlated with reduced muscular fibrosis and increased muscle regeneration. Cortical and trabecular microstructural parameters in the aged bones, measured by MicroCT analysis, were also improved in treated animals. In addition, cognitive capacities of aged animals were improved, which was accompanied by increased markers of adult neurogenesis (DCX), and normalization of cellular markers in the hippocampus like Iba1+ and GFAP+ cells populations, supported by histological and transcriptional analysis. Remarkably, long-term AAV-mediated expression of s-KL lead to a 20 % increase in total longevity of C57BL/6J mice. These results show for the first time, the potential of exogenous increase in s-KL protein to treat several age-associated deficits, increasing both health and lifespan of wild type animals. Following these promising results, the translatability of s-KL beneficial properties to animal models closer to human was assessed. For this, aged individuals of the non-human primate species Microcebus murinus were administered with AAV9 expressing human s-KL cDNA. Nine months after the treatment, s-KL-treated animals improved performance in a cognitive test, suggesting s-KL effectivity in this complex animal model. Overall, since s-KL has a safe pharmacological profile and is a naturally secreted protein, gene therapies increasing s-KL levels represent a promising approach to reduce in humans the impact of the age-associated degeneration in multiple organs.

[es] Los avances en la atención sanitaria y la calidad de vida en las sociedades modernas han provocado un aumento del porcentaje de población que alcanza edades avanzadas, y se prevé que en 2060 el 25% de los ciudadanos de los países occidentales tenga más de 65 años. El envejecimiento es uno de los principales factores de riesgo de una amplia gama de patologías, como la osteoporosis, la sarcopenia y la degeneración cognitiva. Estas afecciones van acompañadas de sufrimiento, discapacidad y elevados costes económicos y sociales, por lo que se necesitan nuevas terapias para lograr un envejecimiento saludable. La proteína klotho (KL) ha sido identificada como una prometedora molécula antienvejecimiento debido a sus acciones pleiotrópicas, con efectos pro-longevidad en vías como la señalización de la insulina/factor de crecimiento similar a la insulina y Wnt, así como la modulación del estrés inflamatorio y oxidativo. Aquí, exploramos la seguridad y el potencial antienvejecimiento de la isoforma secretada de KL en los ratones SAMP8 y C57BL/6J, modelos murinos de envejecimiento acelerado y no patológico, respectivamente. En primer lugar, se expresaron diferentes isoformas de KL en animales jóvenes sanos para estudiar los posibles efectos negativos del tratamiento. Cabe destacar que la isoforma p-KL, forma soluble de la isoforma de KL de longitud completa (m-KL), alteró la regulación del metabolismo mineral, generando un fuerte fenotipo osteoporótico. Por el contrario, la isoforma s-KL no interfirió en el metabolismo mineral ni indujo otros efectos adversos en los diferentes estudios histológicos y serológicos realizados, lo que sugiere seguridad farmacológica. A continuación, se administraron vectores AAV9 portadores de una copia del ADNc de s-KL a ratones SAMP8 y C57BL/6J envejecidos, lo que incrementó eficientemente la concentración de proteína s-KL en suero, mejorando el fenotipo de envejecimiento en los diferentes órganos analizados. El tratamiento con KL mejoró la aptitud en pruebas de comportamiento, lo que se correlacionó con una reducción de la fibrosis muscular y un aumento de la regeneración muscular. Los parámetros microestructurales corticales y trabeculares en los huesos envejecidos, medidos mediante análisis de MicroCT, también mejoraron en los animales tratados. Además, las capacidades cognitivas de los animales envejecidos mejoraron, lo que vino acompañado de un aumento de los marcadores de neurogénesis adulta (DCX), y la normalización de los marcadores celulares en el hipocampo como las poblaciones de células Iba1+ y GFAP+, apoyado por el análisis histológico y transcripcional. Sorprendentemente, la expresión a largo plazo de s-KL mediada por AAV condujo a un aumento del 20 % en la longevidad total de los ratones C57BL/6J. Estos resultados muestran por primera vez el potencial del aumento exógeno de la proteína s-KL para tratar varios déficits asociados a la edad, aumentando tanto la salud como la longevidad de los animales no alterados genéticamente. Tras estos prometedores resultados, se evaluó la posibilidad de trasladar las propiedades beneficiosas de s-KL a modelos animales más cercanos al humano. Para ello, se administró a individuos envejecidos de la especie de primate no humano Microcebus murinus un AAV9 que expresaba ADNc de s-KL humano. Nueve meses después del tratamiento, los animales tratados con s-KL mejoraron su rendimiento en una prueba cognitiva, lo que sugiere la eficacia de s-KL en este complejo modelo animal. En general, dado que s-KL tiene un perfil farmacológico seguro y es una proteína secretable, las terapias génicas que aumentan los niveles de s-KL representan un enfoque prometedor para reducir en humanos el impacto de la degeneración asociada a la edad en múltiples órganos.