Una macchina del tempo contro l’invecchiamento cellulare

Credit: Juan Carlos Izpisua Belmonte Lab /Salk Institute
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E’ possibile ringiovanire le cellule eliminando i marker epigenetici dell’età: lo dimostra una nuova ricerca condotta sia su cellule in vitro umane e di topo sia su cellule di topi vivi affetti da una rara forma d’invecchiamento precoce, che in questo modo possono riacquistare salute e longevità. Il risultato è estremamente promettente, ma gli autori si esprimono con grande cautela sulle possibili ricadute terapeutiche(red) 

Le lancette dell’orologio dell’invecchiamento cellulare possono essere  fermate e addirittura riportate indietro, grazie a tecniche di malipolazione genetica utilizzate nel campo delle staminali. Lo ha dimostrato uno studio condotto su cellule umane e di topo in coltura e su topi di laboratorio in vivo da ricercatori del Salk Institute guidati da Juan Carlos Izpisua Belmonte, che firmano un articolo sulla rivista “Cell”.

Il miglioramento delle condizioni di vita e i progressi della medicina hanno fatto aumentare la durata media della vita, ma con l’invecchiamento della popolazione il rischio di sviluppare malattie aumenta. Gli studi epidemiologici hanno infatti portato alla luce un fatto inequivocabile, e cioè che il principale fattore di rischio per le malattie cardiache, il cancro e le malattie degenerative è semplicemente l’età.

Da ciò si capisce l’importanza di comprendere ciò che succede con l’avanzare dell’età al livello più elementare dell’organismo, strettamente legato ai processi genetici e cellulari.

Lo studio di Belmonte e colleghi s’inserisce in un ricco filone di ricerca sulla riprogrammazione cellulare, che consente di “riavvolgere il nastro del tempo” di qualunque cellula riportandola a uno stadio primordiale della sua evoluzione – quello di cellula staminale pluripotente indotta (iPSC) – mediante la manipolazione di quattro geni noti come fattori di Yamanaka.

Una cellula staminale pluripotente, a sua volta, può essere fatta maturare per diventare qualunque tipo di cellula dell’organismo, così come avviene per una staminale embrionale.

Belmonte e colleghi hanno pensato di analizzare l’interazione tra invecchiamento e riprogrammazione cellulare studiando una rara malattia genetica chiamata progeria, nota anche come sindrome di Hutchinson-Gilford, che causa un invecchiamento precoce dell’organismo.
Sia nei topi sia negli esseri umani, la malattia si manifesta a livello genetico e molecolare con l’alterazione dei marker epigenetici, responsabili della regolazione dell’espressione dei geni.
Ma il dato più importante è che questi marker epigenetici vengono modificati durante la riprogrammazione cellulare. Così i ricercatori hanno introdotto i fattori di Yamanaka in cellule di topo e in cellule cutanee umane, ma solo per poco tempo.

“In altri studi i ricercatori hanno completamente riprogrammato le cellule per riportarle allo stato di staminale pluripotente indotta, noi invece abbiamo mostrato che l’espressione di questi fattori per un breve tempo consente di far scomparire i marker d’invecchiamento evitando però che le cellule perdano la loro identità di cellule cutanee”, ha spiegato Pradeep Reddy, primo autore dello studio.

Una macchina del tempo contro l'invecchiamento cellulare
Confronto tra cellule muscolari di topo prima (a sinistra) e dopo (a destra) il processo di ringiovanimento cellulare (Credit: Juan Carlos Izpisua Belmonte Lab /Salk Institute)

Incoraggiati da questo risultato, il gruppo ha utilizzato lo stesso metodo di riprogrammazione genetica breve in topi affetti da progeria. Il risultato è stato sorprendente, perché i topi riprogrammati apparivano più giovani: la funzionalità del loro apparato cardiovascolare così come quello di altri o organi, era migliorata, non sviluppavano tumori e soprattutto la loro sopravvivenza era aumentata in media del 30 per cento. Inoltre, a livello cellulare, gli animali mostravano il recupero dei segni di invecchiamento molecolare che sono influenzati non solo nella progeria, ma anche nell’invecchiamento normale.

“Il nostro studio dimostra che l’invecchiamento non è un processo che deve andare necessariamente in una sola direzione, ma ha una plasticità che consente, con un’opportuna modulazione, di invertirlo”, ha concluso Belmonte. “Il lavoro dimostra che i cambiamenti epigenetici determinano almeno parzialmente l’invecchiamento: ciò indica una via molto promettente per cercare di ritardare l’invecchiamento cellulare, anche se occorreranno molti anni ancora per poter pensare a una sperimentazione sugli esseri umani”.
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