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Invecchiamento cellulare pilotato grazie all’ingegneria genetica

Scoperti due meccanismi alla base dell’invecchiamento cellulare

Un gruppo di biologi e di ingegneri biomedici dell’Università di San Diego ha scoperto due meccanismi che si celano dietro l’invecchiamento cellulare. Oltre a questi due percorsi, i ricercatori sono addirittura riusciti a programmarne geneticamente uno nuovo con l’obiettivo di prolungare la durata della vita. Il lavoro è stato ottenuto sulle cellule di lievito e, se si riusciranno ad ottenere buoni risultati anche sulle cellule umane, si potrebbero aprire nuovi orizzonti per le terapie anti-aging.

Invecchiamento cellulare pilotato grazie all’ingegneria genetica
PH: ucsdnews.ucsd.edu

Di che meccanismi si tratta?

La durata della nostra vita è determinata dall’invecchiamento delle nostre cellule. Per capire se cellule diverse invecchino allo stesso modo, seguendo lo stesso ritmo, i ricercatori hanno utilizzato un modello di lievito, Saccharomyces cerevisiae, che si presta per studiare questi processi biologici. Normalmente si è portati a pensare che cellule dello stesso ambiente e con lo stesso materiale genetico seguano lo stesso percorso, incluso quello dell’invecchiamento. Ebbene, il gruppo di ricerca americano ha scoperto sorprendentemente che non è così, e che esistono diverse strade molecolari che possono essere percorse. Grazie alla microfluidica e alla modellizzazione al computer, sono riusciti a scoprire che circa metà delle cellule segue un naturale e graduale declino della stabilità del nucleolo, una regione del DNA nucleare in cui vengono sintetizzati i componenti chiave responsabili della produzione di proteine. L’altra metà, invece, invecchia a causa della disfunzione dei loro mitocondri, organelli considerati la centrale energetica della cellula.

Le cellule quindi scelgono uno di questi due processi, nucleare o mitocondriale, e seguono questo processo di invecchiamento per tutta la vita. Come spiega Nan Hao, autore senior dello studio, l’obiettivo finale era quello di capire come le cellule prendano queste decisioni.

Abbiamo identificato i processi molecolari alla base di ciascuna via di invecchiamento e le connessioni tra loro, rivelando un circuito molecolare che controlla l’invecchiamento cellulare, analogo ai circuiti elettrici che controllano gli elettrodomestici

Grazie alle simulazioni, infatti, Hao e i suoi collaboratori hanno scoperto che potevano manipolare e infine ottimizzare il processo di invecchiamento. Sono infatti riusciti a riprogrammare il circuito molecolare principale, modificando il suo DNA, creando geneticamente in questo modo una nuova via di invecchiamento che presenta una durata della vita notevolmente estesa. Così facendo sono riusciti ad allungare la vita di una cellula.

Questo studio aumenta la possibilità di progettare terapie geniche per riprogrammare il modo in cui le cellule umane invecchiano, con l’obiettivo di ritardare efficacemente l’invecchiamento ed estendere la salute umana.

Il prossimo passo per il gruppo di San Diego sarà quello di testare il nuovo modello su cellule e organismi più complessi e infine sulle cellule umane. E non solo, hanno anche in programma di testare diverse tecniche e valutare come la combinazione di diverse soluzioni terapeutiche e farmaci potrebbero rallentare questi percorsi di invecchiamento. Nonostante gli studi da condurre siano ancora molti, se si riusciranno ad ottenere risultati soddisfacenti anche sulle cellule umane, si apriranno nuovi orizzonti per nuove terapie geniche e farmacologiche che permetteranno di aumentare l’aspettativa di vita.

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Giulia Nuccihttps://biomedicalcue.it
Ricercatrice presso l'Istituto Italiano di Tecnologia, classe 1993, laureata in Ingegneria Biomedica.