Ricerche

Gli scienziati del Gladstone Institutes hanno identificato un nuovo meccanismo attraverso il quale un tipo di dieta ipocalorica a basso contenuto di carboidrati - chiamata "dieta chetogenica" - potrebbe ritardare gli effetti dell'invecchiamento.

Questa scoperta fondamentale rivela come tale dieta potrebbe rallentare il processo di invecchiamento e un giorno potrebbe consentire agli scienziati di trattare meglio o prevenire malattie legate all'età, come le malattie cardiache, l'Alzheimer e molte forme di cancro.

Con l'invecchiamento crescente della popolazione, le malattie legate all'età diventano sempre più comuni. Già ora negli Stati Uniti, quasi una 1 persona ogni 6 ha più di 65 anni. Le malattie cardiache continuano ad essere il killer numero uno del paese, con cancro e Alzheimer che seguono da vicino. Tali malattie pesano tremendamente sui pazienti, le famiglie e il nostro sistema sanitario.

Ma ora, i ricercatori del laboratorio di Eric Verdin (foto), MD, del Gladstone hanno identificato il ruolo nel processo di invecchiamento di un composto chimico nel corpo umano, e che può essere la chiave per nuove terapie per il trattamento o la prevenzione di una vasta gamma di malattie legate all'età.

Nell'ultimo numero della rivista Science, disponibile on-line dal 6 Dicembre, il dottor Verdin e il suo team hanno esaminato il ruolo del composto β-idrossibutirrato (βOHB), un cosiddetto "corpo chetone", che è prodotto durante un prolungato periodo di dieta a basso contenuto calorico o chetogenica. Anche se i corpi chetonici come il βOHB possono essere tossici se presenti a concentrazioni molto elevate in persone con malattie come il diabete di tipo I, il Dr. Verdin e colleghi hanno trovato che a concentrazioni inferiori, il βOHB aiuta a proteggere le cellule dallo "stress ossidativo", che si verifica quando alcune molecole si accumulano fino a livelli tossici nel corpo e contribuisce al processo di invecchiamento.

"Nel corso degli anni, gli studi hanno scoperto che limitare le calorie rallenta l'invecchiamento e aumenta la longevità, e tuttavia il meccanismo di questo effetto non era chiaro" dice il Dott. Verdin, autore responsabile dello studio, direttore del Centro per l'HIV & l'Invecchiamento del Gladstone, ed anche professore alla University of California di San Francisco, alla quale è affiliato il Gladstone. "Ora scopriamo che il βOHB, la fonte principale di energia del corpo durante l'esercizio fisico o il digiuno, blocca una classe di enzimi che altrimenti promuoverebbero lo stress ossidativo, proteggendo così le cellule dall'invecchiamento".

Lo stress ossidativo avviene quando le cellule utilizzano ossigeno per produrre energia, ma questa attività rilascia anche altre molecole potenzialmente tossiche, note come radicali liberi. Invecchiando, le cellule diventano meno efficaci nell'eliminare i radicali liberi, provocando danno cellulare, stress ossidativo e effetti dell'invecchiamento.

Tuttavia, il dottor Verdin e il suo team hanno scoperto che il βOHB potrebbe realmente aiutare a ritardare questo processo. In una serie di esperimenti di laboratorio - prima in cellule umane in vitro e poi nei tessuti prelevati dai topi - il team ha monitorato i cambiamenti biochimici che si verificano quando il βOHB viene somministrato in una dieta ipocalorica prolungata. I ricercatori hanno scoperto che la restrizione calorica provoca la produzione di βOHB, che blocca l'attività di una classe di enzimi chiamati deacetilasi istone, o HDACs.

Di norma gli HDAC tengono spenta una coppia di geni, chiamati Foxo3a e MT2. Ma un livello maggiore di βOHB impedisce agli HDAC di farlo, e attiva in modo predefinito i due geni. Una volta attivati, questi geni mettono in moto un processo che aiuta le cellule a resistere allo stress ossidativo. Questa scoperta non solo identifica un ruolo innovativo di segnalazione del βOHB, ma potrebbe anche delineare un modo per rallentare gli effetti negativi dell'invecchiamento in tutte le cellule del corpo.

"Questo importante passo avanti fa anche progredire notevolmente la comprensione del meccanismo che sta dietro agli HDAC, di cui si sapeva già il coinvolgimento nel processo di invecchiamento e nelle malattie neurologiche", ha detto Katerina Akassoglou, PhD, ricercatrice del Gladstone, esperta in malattie neurologiche e uno dei co-autori dello studio. "I risultati potrebbero essere rilevanti per una vasta gamma di malattie neurologiche, come l'Alzheimer, il Parkinson, l'autismo e il trauma cranico, malattie che affliggono milioni di persone e per le quali ci sono poche opzioni di trattamento".

"L'identificazione del βOHB come collegamento tra la restrizione calorica e la protezione dallo stress ossidativo apre una serie di nuove strade ai ricercatori per la lotta contro le malattie", ha detto Tadahiro Shimazu, un collega post-dottorato del Gladstone e autore principale dello studio. "In futuro, continueremo a esplorare il ruolo del βOHB - soprattutto come influisce su altri organi del corpo, come il cuore o il cervello - per verificare se gli effetti protettivi del composto possono essere applicati a tutto il corpo".

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Fonte: Materiale del Gladstone Institutes.

Riferimento: Tadahiro Shimazu, Matthew D. Hirschey, John Newman, Wenjuan He, Kotaro Shirakawa, Natacha Le Moan, Carrie A. Grueter, Hyungwook Lim, Laura R. Saunders, Robert D. Stevens, Christopher B. Newgard, Robert V. Farese Jr., Rafael De Cabo, Scott Ulrich, Katerina Akassoglou, Eric Verdin. Suppression of Oxidative Stress by β-Hydroxybutyrate, an Endogenous Histone Deacetylase Inhibitor. Science, December 6, 2012 DOI: 10.1126/science.1227166.

Pubblicato in ScienceDaily il 6 Dicembre 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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