I supersolfuri stanno guadagnando importanza per la loro presenza come tioli a basso peso molecolare o residui di cisteina persolfurati, osservati più frequentemente sia nelle cellule procariotiche che eucariotiche. Questi composti, caratterizzati da legami zolfo-zolfo, svolgono un ruolo chiave nel metabolismo energetico, nello sviluppo embrionale, nella funzione cardiaca, nella tumorigenesi, nell’immunità innata, nella difesa antivirale e nella prevenzione dei disturbi polmonari cronici. La cisteinil-tRNA sintetasi (CARS) è fondamentale in diversi organismi per la sintesi e l’integrazione di questi supersolfuri nelle proteine. comunque, il in vivo le funzioni fisiologiche dei supersolfuri prodotti da CARS rimangono poco chiare.
Ora, uno studio condotto da un gruppo di ricerca giapponese ha rivelato che il persolfuro di cisteina (CysSSH) – un supersolfuro sintetizzato da CARS – regola la longevità cellulare nel lievito in erba. Questo studio, pubblicato in Biologia Redox, è stato guidato da Akira Nishimura del Nara Institute of Science and Technology (NAIST).
Per studiare l’impatto del CARS e dei supersolfuri nel lievito, i ricercatori hanno ingegnerizzato geneticamente un ceppo mutante del lievito Saccharomyces cerevisiae. Questo ceppo portava un gene CARS mutato capace di sintesi proteica ma mostrava una ridotta produzione di CysSSH.
Inizialmente, il team ha dimostrato che il lievito mutante mostrava una durata di vita notevolmente ridotta rispetto al lievito normale (o “wild-type”, WT). Circa il 50% delle cellule mutanti sono diventate non vitali entro la prima settimana, mentre le cellule WT sono rimaste vitali per il doppio del periodo. È interessante notare che i ricercatori hanno ripristinato la normale longevità nel ceppo mutante inducendo esternamente la produzione di CARS regolari sia nel citosol delle cellule che nei mitocondri.
Successivamente, i ricercatori hanno condotto ulteriori esperimenti per acquisire una comprensione completa degli effetti della mutazione introdotta e, di conseguenza, del significato di CysSSH e dei supersolfuri associati. Il loro esame ha rivelato che il lievito mutante carente di CARS soffriva di un metabolismo energetico mitocondriale anomalo, nonché di un’aumentata risposta allo stress in tutto il reticolo endoplasmatico. Tuttavia, fornendo alle cellule mutanti donatori di supersolfuro, come il disolfuro di sodio (Na2S2) potrebbe invertire questi effetti dannosi. “Per quanto ne sappiamo, questa è la prima dimostrazione del controllo della longevità dipendente da CARS e supersolfuro, mediato dalla respirazione mitocondriale e dalla regolazione della qualità delle proteine”, sottolinea Nishimura.
In particolare, questo studio ha importanti implicazioni non solo per il lievito, ma per innumerevoli forme di vita. “Poiché i meccanismi di regolazione della durata della vita legati ai supersolfuri sono probabilmente ampiamente conservati negli organismi superiori, compresi gli esseri umani, l’assunzione di supersolfuri da integratori e altre fonti può contribuire alla prevenzione dell’invecchiamento e all’estensione di una durata di vita sana”, osserva Nishimura. Inoltre, il metabolismo mitocondriale anomalo e lo stress del reticolo endoplasmatico sono segni distintivi di vari disturbi, come malattie cardiache, morbo di Alzheimer, morbo di Parkinson e cancro. Pertanto, i supersolfuri potrebbero avere un enorme potenziale non sfruttato in campo medico.
Ispirato dai risultati del loro studio e con gli occhi rivolti al futuro, Nishimura conclude: “Date le promettenti implicazioni degli attuali risultati sperimentali e la notevole potenza dei supersolfuri, la continua ricerca sui supersolfuri aiuterà sicuramente la scoperta e lo sviluppo di nuovi farmaci per le sfide malattie.”
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