Combattere l’invecchiamento rimanendo compatti

Lo studio, pubblicato il 25 novembre in Invecchiamento naturalepotrebbe portare a nuovi trattamenti per la longevità che potrebbero estendere la durata della vita umana. Stabilisce inoltre un timer di mortalità che rivela quanto tempo rimane a una cellula prima di morire.

Man mano che le persone invecchiano, hanno maggiori probabilità di sviluppare condizioni di salute, come il cancro, le malattie cardiovascolari e le malattie neurodegenerative.

“L’invecchiamento è il fattore di rischio più elevato per queste malattie”, ha affermato la dott.ssa Jessica Tyler, professoressa di patologia e medicina di laboratorio presso la Weill Cornell Medicine. “Piuttosto che trattare ciascuna malattia separatamente, un approccio migliore sarebbe quello di sviluppare una terapia o un integratore che ritarderà l’insorgenza delle malattie prevenendo i difetti molecolari sottostanti che le causano”. Il nucleolo può contenere la chiave.

Piccoli pacchetti

Il nucleo contiene i cromosomi della cellula e il nucleolo dove è alloggiato il DNA ribosomiale (rDNA). Il nucleolo isola l’rDNA che codifica le porzioni di RNA dei ribosomi, il meccanismo di costruzione delle proteine. L’rDNA è una delle parti più fragili del genoma, a causa della sua natura ripetitiva che lo rende più difficile da mantenere e riparare se danneggiato. Se il danno nell’rDNA non viene riparato accuratamente, può portare a riarrangiamenti cromosomici e alla morte cellulare.

Negli organismi, dal lievito ai vermi fino all’uomo, i nucleoli si espandono durante l’invecchiamento. D’altro canto, le strategie anti-invecchiamento come la restrizione calorica o il mangiare di meno si traducono in nucleoli più piccoli. “La restrizione calorica fa tante cose diverse, e nessuno sa il modo preciso in cui prolunga la durata della vita”, ha detto il dottor Tyler.

Il dottor Tyler e il dottor J. Ignacio Gutierrez, primo autore dell’articolo, sospettavano che mantenere piccoli i nucleoli potesse ritardare l’invecchiamento. Per testare questa idea, hanno progettato un modo artificiale per fissare l’rDNA alla membrana che circonda il nucleo delle cellule di lievito in modo da poter controllare quando era ancorato e quando non lo era. “Il vantaggio del nostro sistema è che possiamo isolare la dimensione del nucleolo da tutti gli altri effetti delle strategie anti-invecchiamento”, ha detto il dottor Gutierrez.

I ricercatori hanno scoperto che legare il nucleolo era sufficiente per mantenerlo compatto e che i piccoli nucleoli ritardavano l’invecchiamento all’incirca nella stessa misura della restrizione calorica.

Momenti finali

È interessante notare che i nucleoli non si sono espansi alla stessa velocità durante l’intera durata della vita delle cellule. Rimasero piccoli per gran parte della vita del lievito, ma una volta raggiunta la soglia della dimensione nucleolare, i nucleoli iniziarono improvvisamente a crescere rapidamente e ad espandersi fino a raggiungere dimensioni molto più grandi. Le cellule sono sopravvissute solo per una media di circa altre cinque divisioni cellulari dopo aver raggiunto questa soglia.

“Quando abbiamo visto che non si trattava di un aumento lineare delle dimensioni, abbiamo capito che stava accadendo qualcosa di veramente importante”, ha affermato il dottor Gutierrez. Il superamento della soglia sembra fungere da timer di mortalità, scandendo gli ultimi momenti della vita di una cellula.

Durante l’invecchiamento, il DNA accumula danni, alcuni dei quali possono essere devastanti per la cellula. Nei test, il team ha scoperto che i nucleoli grandi avevano un rDNA meno stabile rispetto a quelli più piccoli. Inoltre, quando la struttura è grande, le proteine ​​e gli altri fattori che normalmente sono esclusi dal nucleolo non vengono più tenuti fuori. È come se il nucleolo perdesse, lasciando entrare molecole che possono devastare il fragile rDNA.

“Lo scopo principale dei condensati è quello di separare le reazioni biologiche per aiutarle a funzionare in modo efficiente, ma ora quando altre proteine ​​entrano nel nucleolo, ciò porta all’instabilità del genoma, che innesca la fine della durata della vita”, ha detto il dottor Tyler. Queste proteine ​​possono causare l’accumulo di problemi catastrofici, come i riarrangiamenti cromosomici.

Successivamente, i ricercatori intendono studiare gli effetti nucleolari sull’invecchiamento nelle cellule staminali umane. Le cellule staminali sono speciali perché hanno il potenziale di sostituire altri tipi di cellule quando muoiono. Ma alla fine, le cellule staminali smettono di dividersi, quindi i ricercatori sperano di utilizzare le conoscenze acquisite da questo progetto per farle durare più a lungo.

“Ero entusiasta di poter collegare la struttura del nucleolo con il processo di riparazione in un modo che potesse essere conservato dal lievito all’uomo”, ha affermato il dott. Gutierrez.