- La durata della vita umana è aumentata durante il XX e il XXI secolo, ma questi aumenti stanno rallentando, quindi gli scienziati continuano a cercare modi per migliorare la longevità.
- Diete salutari, igiene e cure mediche hanno tutti contribuito all’aumento della durata della vita, e ora i ricercatori stanno guardando alla genetica.
- In un nuovo studio proof-of-concept, i ricercatori hanno quasi raddoppiato la durata della vita delle cellule di lievito ricablando geneticamente il circuito che controlla l’invecchiamento.
- Le loro scoperte possono aprire la strada all’aumento della longevità in organismi più complessi e, possibilmente, anche nelle persone.
Ci sforziamo tutti di vivere una vita lunga e sana, ma puoi allungare la tua vita? Il National Institutes of Health (NIH) ci dice che il modo migliore per aumentare la durata della vita è mangiare bene, dormire bene, fare esercizio fisico regolarmente, sottoporsi a controlli medici regolari ed evitare cattive abitudini come fumare e bere alcolici in eccesso.
Gli scienziati che lavorano per combattere il processo di invecchiamento hanno esteso la durata della vita di vermi, topi e persino scimmie. Ma potrebbero fare lo stesso per le persone?
Ora, un team dell’Università della California, a San Diego, è riuscito a prolungare la durata della vita di un semplice organismo di circa l’80% manipolando il circuito genetico che controlla l’invecchiamento.
Lo studio proof-of-concept effettuato sul lievito è pubblicato in Scienza.
Biologia sintetica dietro l’invecchiamento cellulare
Il team di ricerca della UC San Diego ha studiato l’invecchiamento cellulare per diversi anni, scoprendo che le cellule seguono una cascata di cambiamenti molecolari per tutta la loro vita fino a quando alla fine degenerano e muoiono. Tuttavia, hanno scoperto che non tutte le cellule invecchiano allo stesso modo, e questo è stato il fulcro della loro nuova ricerca.
Per prima cosa hanno utilizzato simulazioni al computer dell’invecchiamento cellulare per testare le loro idee prima di passare alla modifica dei circuiti di invecchiamento nel lievito unicellulare Saccharomyces cerevisiae.
Hanno scoperto che le cellule seguivano uno dei due percorsi di invecchiamento. Circa la metà delle cellule ha subito un graduale declino della stabilità del proprio DNA (invecchiamento nucleolare); per il resto, il percorso di invecchiamento è stato caratterizzato da un declino della loro
Manipolare l’espressione genica per aumentare la durata della vita
Per controllare l’invecchiamento delle cellule, hanno manipolato l’espressione di due conservati
Quando uno di questi regolatori è espresso e quindi attivo, impedisce l’espressione dell’altro, quindi i ricercatori hanno progettato un oscillatore genetico sintetico per ricollegare questo meccanismo. Generando oscillazioni sostenute tra i due tipi di degenerazione cellulare nelle singole cellule, hanno impedito alle cellule di seguire uno dei due percorsi di invecchiamento. La durata della vita di queste cellule è aumentata.
Il prof. Nan Hao, autore senior dello studio e co-direttore del Synthetic Biology Institute dell’UC San Diego, ha dichiarato Notizie mediche oggi:
“Il nostro lavoro è una prova di concetto, che dimostra che, come gli ingegneri meccanici possono riparare e migliorare le nostre auto in modo che possano durare più a lungo, possiamo anche utilizzare lo stesso approccio ingegneristico per modificare e migliorare le nostre cellule per vivere più a lungo. Il clou è il nostro approccio per raggiungere questo obiettivo: utilizzare i computer per simulare il sistema di invecchiamento naturale e guidare la progettazione e l’ingegnerizzazione razionale del sistema per prolungare la durata della vita.
La durata della vita è quasi raddoppiata dopo il ricablaggio genetico
Creando l’oscillatore genetico, gli scienziati hanno fatto sì che le cellule di lievito passassero continuamente tra i due percorsi di invecchiamento, impedendo loro di impegnarsi nel loro percorso predestinato di declino e morte, rallentando la degenerazione delle cellule.
Quelle cellule di lievito che sono state ricablate sinteticamente e invecchiate sotto la direzione dell’oscillatore sintetico hanno avuto un aumento dell’82% della durata della vita rispetto alle cellule di controllo.
E la manipolazione genetica non sembra averli influenzati negativamente, secondo il Prof. Hao, che ha raccontato MNT: “Le cellule di lievito sopravvivono bene con un rapido tasso di crescita.”
Potenziale applicazione per migliorare la longevità
“Questa è la prima volta che questo approccio basato sull’ingegneria guidata dal calcolo [has been] utilizzato nella ricerca sull’invecchiamento. Non vedo perché non possiamo applicare la stessa strategia alle cellule umane».
– Prof. Nan Hao
Tutte le celle contengono
Lo scopo potrebbe non essere solo quello di prolungare la vita di organismi più complessi, ma anche di prolungare la vita di alcune cellule all’interno degli organismi per prevenire malattie degenerative.
Tuttavia, il Prof. Hao ha avvertito che non sanno se l’aumento della longevità potrebbe influenzare le cellule in altri modi:
“Questa è una questione biologica profonda. La nostra ipotesi attuale è che la longevità della cellula non sia un tratto selezionato attraverso l’evoluzione. Le cellule devono prima essere in grado di sopravvivere in un ambiente stressante imprevedibile e in rapida evoluzione».
“Esiste la possibilità che le nostre cellule a lunga vita ingegnerizzate siano meno resistenti a determinati tipi di stress nell’ambiente. Quindi, sostanzialmente, estendere la longevità potrebbe sacrificare alcune funzioni normali, ma questa è solo un’ipotesi”, ha aggiunto.
Implicazioni sull’aumento degli anni di vita in buona salute per le persone?
Il prof. Hao ha suggerito che potrebbe esserci un potenziale per questo approccio nelle persone:
“Entrambi i due regolatori hanno controparti negli esseri umani, quindi credo che la stessa strategia potrebbe essere applicata alle cellule umane. In effetti, questo è il nostro prossimo passo nel futuro”.
E il Prof. Howard Salis, Principal Investigator presso il Salis Lab, Penn State University, che non è stato coinvolto nello studio, ha concordato:
“Se l’obiettivo collettivo di questi interventi è mantenere stati cellulari più sani, allora il rischio e la morbilità delle malattie associate all’età saranno ridotti”.
Tuttavia, è molto presto, e sebbene questo studio dimostri che è possibile disattivare i meccanismi di invecchiamento in un organismo unicellulare, ci sono molte domande a cui rispondere prima che la tecnologia possa essere applicata alle persone.
