- È noto che temperature più basse promuovono la longevità in diverse specie da diversi decenni.
- Il meccanismo alla base di ciò è rimasto poco chiaro, ma recenti ricerche suggeriscono che le basse temperature possono indurre un processo cellulare che migliora l’eliminazione delle aggregazioni proteiche mal ripiegate.
- Le proteine mal ripiegate sono associate ad alcune malattie dell’invecchiamento, tra cui il morbo di Alzheimer e altre condizioni neurodegenerative.
- La scoperta di questo meccanismo potrebbe portare a una migliore comprensione di come trattare le malattie umane causate dal ripiegamento errato delle proteine.
È noto che temperature più basse aumentano la longevità da oltre mezzo secolo, ma i meccanismi alla base di questa maggiore longevità sono rimasti poco chiari.
Ora, gli scienziati hanno svelato un meccanismo alla base dell’aumento della longevità nei vermi e hanno dimostrato che ha un effetto sulle cellule umane.
Pubblicato in Natura Invecchiamentouno studio condotto da ricercatori con sede a Colonia, in Germania, ha dimostrato che a temperature più basse l’attività di una molecola responsabile della scomposizione degli aggregati proteici aumenta.
Questa attività potrebbe svolgere un ruolo nel ridurre la prevalenza di proteine mal ripiegate dannose, che si ritiene svolgano un ruolo nello sviluppo di una serie di condizioni associate all’invecchiamento, come
Cambiare le convinzioni sull’invecchiamento
Qualche decennio fa si credeva che l’invecchiamento fosse dovuto all’accumulo di tossine dovute all’ossidazione. La situazione è cambiata negli anni ’90, quando si è scoperto che un organismo modello genetico, C. elegans– un tipo di verme – aveva una maggiore longevità a temperature più basse, ha spiegato l’autore principale dello studio, il professor David Vilchez, ricercatore principale presso il Centro di ricerca CECAD, Università di Colonia.
“Abbiamo deciso di concentrarci sulla temperatura fredda perché è stata effettivamente scoperta [o]ver 50 anni fa, ancora di più, quella temperatura fredda può prolungare la longevità […] Quindi, questo è stato scoperto nelle mosche, Drosofiladimostrato in C. elegans, anche pesce, e più recentemente è stato dimostrato anche nei topi. Quindi, in realtà è uno dei meccanismi più efficaci per prolungare la longevità in molte specie diverse”, ha affermato.
È stato solo quando si è scoperto che il processo era regolato geneticamente, nel 2012 in un articolo pubblicato su Cell, che è diventato evidente il potenziale di questa scoperta per far luce sui meccanismi alla base dell’invecchiamento, ha spiegato il prof. Vilchez.
Sebbene questi studi siano stati tutti condotti su modelli animali, esiste anche una teoria che afferma che le temperature del corpo umano sono diminuite di 0,03 ° C per decennio dal 1860. Alcuni hanno collegato questa scoperta al fatto che l’aspettativa di vita è aumentata da allora, tuttavia , questa è una correlazione e la causa non è stata dimostrata.
Eliminazione di aggregazioni proteiche mal ripiegate
Per studiare l’effetto delle basse temperature sui vermi, i ricercatori hanno allevato vermi a 25ºC e poi li hanno spostati in ambienti a 15ºC, 20ºC e 25ºC. Hanno osservato che a temperature più basse si verificava un aumento significativo dell’attività della molecola responsabile dell’eliminazione delle proteine mal ripiegate nella cellula.
Ulteriori ricerche hanno dimostrato che ciò era dovuto all’attivazione di un canale cellulare che svolge un ruolo nell’espressione di queste proteine coinvolte nel percorso cellulare, a temperature più basse.
I ricercatori hanno poi dimostrato che a temperature più basse il numero di proteine mal ripiegate nelle cellule del verme si abbassava.
Per indagare ulteriormente su questo aspetto, i ricercatori hanno utilizzato vermi il cui genoma era stato alterato per replicare le caratteristiche chiave di due malattie umane associate all’invecchiamento, la malattia di Huntington e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA). È stato possibile creare facilmente questi modelli poiché entrambi sono causati da cambiamenti in un singolo gene, a differenza di condizioni come il morbo di Alzheimer che sono multifattoriali.
Hanno scoperto che lo stesso meccanismo è stato indotto a basse temperature e ha impedito l’aggregazione di proteine mal ripiegate nei modelli di vermi della malattia di Huntington e della SLA.
Come questo può aiutare la SLA, il trattamento della malattia di Huntington
Le persone con la malattia di Huntington hanno troppe ripetizioni in una parte del loro Huntingtin gene, che codifica per uno specifico amminoacido, che è l’elemento costitutivo delle proteine.
Gli amminoacidi aggiuntivi sulla proteina portano a qualcosa chiamato coda di poliglutammina sulla proteina, ha spiegato la dott. Notizie mediche oggi. Ciò può causare il ripiegamento errato delle proteine.
“[The protein] possono piegarsi ma se si ripiegano male, possono aggregarsi in questi aggregati che sono tossici per le cellule. Questo è un meccanismo molto noto nell’Alzheimer, nel Parkinson e in altre malattie neurodegenerative[s] che sono correlati all’aggregazione misfolding proteica. Quindi questo è il segno distintivo di Huntington”, ha detto.
Oltre a scoprire che le basse temperature promuovono l’eliminazione delle proteine mal ripiegate nei vermi, i ricercatori hanno anche scoperto che la riduzione della temperatura delle cellule umane a 36ºC ha provocato l’induzione dello stesso meccanismo cellulare.
Tuttavia, il contrario è stato trovato a 35ºC, suggerendo che temperature fredde moderate sono ottimali per indurre questo meccanismo nelle cellule umane. È stato scoperto che anche la sovraespressione dei geni che controllano questo meccanismo induce questo percorso, che promuove un aumento delle molecole che eliminano le proteine mal ripiegate nella cellula.
“Quindi, ciò che abbiamo ottenuto nelle cellule umane in vitro è esprimere la proteina e imitare effettivamente ciò che accade a basse temperature, quindi possiamo ridurre l’aggregazione proteica associata [with] malattia, ecc”, ha spiegato il Prof. Vilchez.
Futura ricerca sull’invecchiamento
Anche se è ancora molto lontano, il Prof. Vilchez ha detto che l’identificazione di una molecola nel percorso che potrebbe essere utilizzata come bersaglio farmacologico potrebbe significare che i risultati di questo studio potrebbero aiutare a guidare la ricerca futura nel trattamento dei disturbi neurodegenerativi causati dal misfolding delle proteine.
“È un documento molto importante. Potrebbero identificare un obiettivo importante per qualsiasi malattia da disordine proteico. Come vi ho detto, non solo l’Huntington, ma soprattutto l’Alzheimer, il Parkinson e altre malattie”, ha detto.
“Ma sì, c’è molta strada da fare per tradurre questo negli esseri umani. Quindi dobbiamo essere cauti su come trasmettiamo questo messaggio […] perché le persone sono quasi sempre molto entusiaste quando c’è un nuovo obiettivo “, ha affermato il dott. Pessoa Rocha.
