Ricerche

Scienziati della vita dell'University of California Los Angeles (UCLA) hanno identificato un gene che rallenta il processo di invecchiamento.

I biologi, lavorando con i moscerini della frutta, hanno attivato un gene chiamato PGC-1, che aumenta l'attività dei mitocondri, i piccoli generatori di potenza nelle cellule che controllano la crescita cellulare e dicono alle cellule quando vivere e morire.

"Abbiamo preso questo gene e abbiamo incrementato la sua attività in diverse cellule e tessuti della mosca e abbiamo verificato se questo influisce sul processo di invecchiamento", ha dichiarato David Walker, un assistente professore di biologia integrativa e fisiologia all'UCLA e autore senior dello studio. "Abbiamo scoperto che quando incrementiamo il PGC-1 nel tratto digestivo della mosca, la mosca vive significativamente più a lungo. Abbiamo anche studiato i neuroni, i muscoli e i tipi di tessuto e non abbiamo trovato una estensione della vita; questo ci dice che c'è qualcosa di importante a proposito del tratto digestivo".

La ricerca appare nella corrente edizione online di Cell Metabolism, la rivista leader nel suo settore, e sarà pubblicato in un'edizione di stampa imminente. Co-autori provengono dal laboratorio di Walker, dal Salk Institute for Biological Studies a La Jolla, in California, e dal dipartimento di biologia alla UC di San Diego. "Attivando questo gene in questo singolo tessuto -l'intestino- la mosca vive più a lungo, rallenta l'invecchiamento dell'intestino, e ha un effetto positivo su tutto l'animale", ha detto Walker, membro dell'Istituto di Biologia Molecolare dell'UCLA. "Il nostro studio mostra che aumentando l'attività del gene PGC-1 a livello intestinale, si può rallentare l'invecchiamento, sia a livello cellulare che a livello di tutto l'animale".

I biologi hanno ritardato l'invecchiamento degli intestini delle mosche e ne hanno ampliato la vita di ben il 50 per cento. I moscerini della frutta, o Drosophila melanogaster, hanno una durata di vita di circa due mesi. Iniziano a mostrare segni di invecchiamento dopo circa un mese, e rallentano, diventando meno attivi fino a morire, ha detto Walker. Si tratta di un grande modello per lo studio dell'invecchiamento, ha detto, perché gli scienziati conoscono ognuno dei loro geni e possono accendere e spegnere singoli geni.

Quali sono le implicazioni dello studio per l'invecchiamento umano?

"Noi tutti pensiamo a proteggere il cervello e il cuore, ma l'intestino è un tipo di tessuto vitale per un invecchiamento sano", ha detto Walker. "Se qualcosa va storto con i mitocondri nelle cellule, le conseguenze potrebbero essere devastanti, e se qualcosa va storto con il nostro intestino, può avere conseguenze devastanti per altri tipi di tessuti e organi. Non solol'intestino è essenziale per l'assorbimento di nutrienti che sono una fonte vitale di energia, ma è anche una importante barriera che ci protegge dalle tossine e dagli agenti patogeni presenti nell'ambiente. L'intestino deve essere ben curato.

"Nessuno sa ancora che cosa provoca l'invecchiamento a livello cellulare o tessutale", ha detto Walker. "Quando invecchiamo, i nostri mitocondri diventano meno efficienti e meno attivi. Questo ha conseguenze di vasta portata, perché se i mitocondri declinano, allora tutte le nostre funzioni cellulari possono essere compromesse. Tuttavia, è una strada pericolosa da percorrere il dire: 'Questa è la causa dell'invecchiamento' ". Il gene PGC-1 attiva i mitocondri delle cellule e regola l'attività mitocondriale nei mammiferi e nelle mosche. Il gene è un potenziale bersaglio per i farmaci che combattono malattie legate all'età, ha detto Walker.

Lo studio solleva la questione se l'aumento dell'attività mitocondriale sia una strategia efficace per ritardare l'invecchiamento. Se è così, aumentando il gene PGC-1 potrebbe rivelarsi fondamentale, ha detto Walker. La prima domanda Walker ed i suoi colleghi si sono chiesti è se la versione di PGC-1 nel moscerino della frutta ha la stessa funzione della versione dei mammiferi. Hanno trovato che è così. Il biologo ha aumentato i livelli di espressione della versione del moscerino del gene PGC-1 e ha scoperto che questo ha reso più attivi i mitocondri. Hanno poi valutato se aumentando l'attività del PGC-1 avrebbe rallentato l'invecchiamento e, ancora, hanno scoperto che lo ha fatto, quando si sono concentrati sul tratto digestivo della mosca.

La ricerca precedente ha mostrato che l'intestino della mosca è mantenuto da cellule staminali adulte. I biologi si sono anche chiesti che cosa sarebbe accaduto se avessero utilizzato strumenti genetici e molecolari per aumentare l'espressione genica del PGC-1 all'interno solo delle cellule staminali e della loro immediata cellule "figlia".

"Collaborando con un gruppo di lavoro sulle cellule staminali del Salk Institute for Biological Studies, abbiamo potenziato l'espressione genica solo nei tipi di cellule staminali -e nelle figlie dirette- e abbiamo scoperto che era sufficiente per prolungare la durata delle mosche", ha detto Walker, che studia i meccanismi fondamentali alla base del processo di invecchiamento. Il nuovo studio inoltre mostra che aumentando versione del moscerino della frutta di PGC-1, si rallenta l'inizio dei cambiamenti cellulari all'interno dell'intestino, stabilendo così un legame tra mitocondri, cellule dei tessuti staminali e invecchiamento.

"Molti scienziati studiano le malattie dell'invecchiamento, e tendono a farlo individualmente", ha detto Walker. "Un gruppo studierà l'Alzheimer, un altro gruppo studierà le malattie cardiovascolari, un altro studio il cancro. Prendiamo un approccio diverso. Non escludiamo nessuna di tali malattie specifiche della vecchiaia. Studiamo il processo di invecchiamento stesso. L'invecchiamento è il primo fattore di rischio per la maggior parte dei tumori, delle malattie cardiache, del morbo di Alzheimer, del morbo di Parkinson e di molti altre".

Co-autori dello studio includono Michael Rera, studioso postdottorato nel laboratorio di Walker all'UCLA; Sepehr Bahadorani e Jaehyoung Cho, studiosi ex postdottorato nello stesso laboratorio. Walker's research was funded by the National Institutes of Health and the Ellison Medical Foundation. La ricerca di Walker è stata finanziata dal National Institutes of Health e la Ellison Medical Foundation. Walker is an Ellison Medical Foundation New Scholar in Aging. Walker è un Ellison Medical Foundation Scholar in New Aging.

Fonte: Materiale della University of California - Los Angeles. L'articolo originale è stato scritto da Stuart Wolpert. 

Riferimento: Michael Rera, Sepehr Bahadorani, Jaehyoung Cho, Christopher L. Koehler, Matthew Ulgherait, Jae H. Hur, William S. Ansari, Thomas Lo, D. Leanne Jones, David W. Walker. Modulation of Longevity and Tissue Homeostasis by the Drosophila PGC-1 Homolog. Cell Metabolism, 2011; 14 (5): 623 DOI: 10.1016/j.cmet.2011.09.013.

Pubblicato in ScienceDaily il 9 novembre 2011 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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