Approfondimenti sulla guarigione e l’invecchiamento sono stati scoperti dai ricercatori del National Institutes of Health e dai loro collaboratori, che hanno studiato come una minuscola creatura marina rigenera un corpo completamente nuovo solo dalla sua bocca. I ricercatori hanno sequenziato l’RNA da Hydractinia symbiolongicarpus, un piccolo animale a forma di tubo che vive dei gusci dei paguri. Proprio come il Idrattinia stavano iniziando a rigenerare nuovi corpi, i ricercatori hanno rilevato una firma molecolare associata al processo biologico di invecchiamento, noto anche come senescenza. Secondo lo studio pubblicato in Rapporti cellulari, Idrattinia dimostra che i processi biologici fondamentali di guarigione e invecchiamento sono intrecciati, fornendo una nuova prospettiva su come si è evoluto l’invecchiamento.
“Studi come questo che esplorano la biologia di organismi insoliti rivelano sia quanto siano universali molti processi biologici sia quanto dobbiamo ancora capire sulle loro funzioni, relazioni ed evoluzione”, ha affermato Charles Rotimi, Ph.D., direttore dell’Intramural Research Programma presso il National Human Genome Research Institute (NHGRI), parte di NIH. “Tali scoperte hanno un grande potenziale per fornire nuove intuizioni sulla biologia umana”.
Districare le origini evolutive dei processi biologici fondamentali, come l’invecchiamento e la guarigione, è essenziale per comprendere la salute e la malattia umana. Gli esseri umani hanno una certa capacità di rigenerarsi, come la guarigione di un osso rotto o persino la ricrescita di un fegato danneggiato. Alcuni altri animali, come le salamandre e il pesce zebra, possono sostituire interi arti e ricostituire una varietà di organi. Tuttavia, gli animali con corpi semplici, come Idrattiniahanno spesso le capacità rigenerative più estreme, come far crescere un corpo completamente nuovo da un frammento di tessuto.
Un ruolo rigenerativo per la senescenza è in contrasto con i risultati nelle cellule umane. “La maggior parte degli studi sulla senescenza sono correlati all’infiammazione cronica, al cancro e alle malattie legate all’età”, ha affermato Andy Baxevanis, Ph.D., scienziato senior presso NHGRI e autore dello studio. “In genere, negli esseri umani, le cellule senescenti rimangono senescenti e queste cellule causano infiammazione cronica e inducono l’invecchiamento nelle cellule adiacenti. Da animali come Idrattiniapossiamo imparare come la senescenza può essere benefica e ampliare la nostra comprensione dell’invecchiamento e della guarigione”.
In precedenza, i ricercatori lo avevano scoperto Idrattinia ha un gruppo speciale di cellule staminali per la rigenerazione. Le cellule staminali possono trasformarsi in altri tipi di cellule, e sono quindi utili per creare nuove parti del corpo. Nell’uomo, le cellule staminali agiscono principalmente nello sviluppo, ma gli organismi altamente rigenerativi come Idrattinia utilizzare le cellule staminali per tutta la loro vita. Idrattinia immagazzina le sue cellule staminali che guidano la rigenerazione nella parte inferiore del tronco del suo corpo. Tuttavia, quando i ricercatori rimuovono la bocca – una parte lontana da dove risiedono le cellule staminali – la bocca fa crescere un nuovo corpo. A differenza delle cellule umane, che sono bloccate nel loro destino, le cellule adulte di alcuni organismi altamente rigenerativi possono trasformarsi in cellule staminali quando l’organismo viene ferito, sebbene questo processo non sia ben compreso. I ricercatori hanno quindi teorizzato che Idrattinia deve generare nuove cellule staminali e cercare segnali molecolari che potrebbero dirigere questo processo.
Quando il sequenziamento dell’RNA ha indicato la senescenza, i ricercatori hanno scansionato il genoma di Idrattinia per sequenze come quelle dei geni correlati alla senescenza negli esseri umani. Dei tre geni che hanno identificato, uno è stato “attivato” nelle cellule vicino al sito in cui l’animale è stato tagliato. Quando i ricercatori hanno eliminato questo gene, la capacità degli animali di sviluppare cellule senescenti è stata bloccata e, senza le cellule senescenti, gli animali non hanno sviluppato nuove cellule staminali e non hanno potuto rigenerarsi.
I ricercatori hanno rintracciato le cellule senescenti Idrattinia per scoprire come questo animale aggira gli effetti dannosi della senescenza. Inaspettatamente, gli animali hanno espulso le cellule senescenti dalla bocca. Mentre gli esseri umani non possono sbarazzarsi delle cellule che invecchiano così facilmente, i ruoli dei geni legati alla senescenza in Idrattinia suggeriscono come si è evoluto il processo di invecchiamento.
L’ultima volta noi umani abbiamo condiviso un antenato Idrattinia – e i suoi parenti stretti, meduse e coralli – oltre 600 milioni di anni fa, e questi animali non invecchiano affatto. A causa di questi fattori, Idrattinia può fornire informazioni cruciali sui nostri primi antenati animali. Pertanto, i ricercatori teorizzano che la rigenerazione potrebbe essere stata la funzione originale della senescenza nei primi animali.
“Ancora non capiamo come le cellule senescenti inneschino la rigenerazione o quanto sia diffuso questo processo nel regno animale”, ha affermato il dott. Baxevanis. “Fortunatamente, studiando alcuni dei nostri parenti animali più lontani, possiamo iniziare a svelare alcuni dei segreti della rigenerazione e dell’invecchiamento, segreti che potrebbero alla fine far avanzare il campo della medicina rigenerativa e anche lo studio delle malattie legate all’età”.
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