ATG8, una proteina (in verde) cruciale legata all'autofagia: l'attivazione di un gene chiamato AMPK nel sistema nervoso induce l'autofagia (autophagy), il processo anti-invecchiamento di riciclo cellulare, sia nel cervello (brain) che nell'intestino (intestine). Matthew Ulgherait, David Walker e colleghi dell'UCLA hanno dimostrato che la comunicazione "inter-organo" durante l'invecchiamento può prolungare notevolmente la durata della vita sana di moscerini della frutta.

Biologi della University of California di Los Angeles (UCLA) hanno identificato un gene che può rallentare il processo di invecchiamento in tutto il corpo, quando attivato in remoto nei sistemi di organi cruciali.

Lavorando con i moscerini della frutta, gli scienziati della vita hanno attivato un gene chiamato AMPK che è un sensore chiave dell'energia nelle cellule; si attiva quando i livelli di energia cellulare sono bassi. Aumentando la quantità di AMPK nell'intestino dei moscerini della frutta, si aumenta la loro durata di vita di circa il 30 per cento - dalle 6 settimane tipiche a circa 8 - ed i moscerini restano pure più sani, più a lungo.

La ricerca, pubblicata il 4 settembre nella rivista ad accesso libero Cell Reports, potrebbe avere importanti implicazioni per ritardare l'invecchiamento e le malattie negli esseri umani, ha dichiarato David Walker, professore associato di biologia integrativa e fisiologia all'UCLA e autore senior della ricerca. "Abbiamo dimostrato che quando attiviamo il gene nell'intestino o nel sistema nervoso, vediamo che rallenta il processo di invecchiamento, oltre al sistema di organo in cui si attiva il gene", ha detto Walker.

Walker ha detto che i risultati sono importanti perché, allungando la vita in salute degli esseri umani, potremmo presumibilmente proteggere molti dei sistemi di organi del corpo dai danni dell'invecchiamento; ma potrebbe rivelarsi tecnicamente difficile inviare i trattamenti anti-invecchiamento nel cervello o in altri organi cruciali. Lo studio suggerisce che attivando l'AMPK in un organo più accessibile, come l'intestino per esempio, potrebbe finire con rallentare il processo di invecchiamento in tutto il corpo, compreso il cervello.

Gli esseri umani hanno AMPK, ma di solito non è attivo ad un livello elevato, ha detto Walker. "Invece di studiare le malattie dell'invecchiamento - Parkinson, Alzheimer, cancro, ictus, malattie cardiovascolari, diabete - una per una, crediamo che potrebbe essere possibile intervenire nel processo di invecchiamento e ritardare l'insorgenza di molte di queste malattie", ha dichiarato Walker, membro dell'Istituto di Biologia Molecolare dell'UCLA. "Non ci siamo ancora arrivati, e potrebbe richiedere, naturalmente, molti anni, ma questo è il nostro obiettivo e pensiamo che sia realistico. Lo scopo ultimo della nostra ricerca è promuovere un invecchiamento sano nelle persone".

Il moscerino della frutta (Drosophila melanogaster) è un buon modello per studiare l'invecchiamento negli esseri umani, perché gli scienziati hanno identificato tutti i geni del moscerino della frutta e sanno come accendere e spegnere i singoli geni. I biologi ne hanno studiato circa 100.000 nel corso dello studio.

L'autore principale Matthew Ulgherait, che ha condotto la ricerca nel laboratorio di Walker come studente di dottorato, si è concentrato su un processo cellulare chiamato autofagia, che permette alle cellule di degradare ed eliminare i componenti cellulari vecchi e danneggiati. Sbarazzandosi di questa «spazzatura cellulare", prima che danneggi le cellule, l'autofagia protegge dall'invecchiamento, e l'AMPK ha dimostrato in precedenza di riuscire ad attivare questo processo.

Ulgherait ha studiato se l'attivazione dell'AMPK nei moscerini porta all'autofagia ad una velocità maggiore del solito. "Una scoperta davvero interessante è stato quando Matt ha attivato l'AMPK nel sistema nervoso, ed ha avuto la prova di un aumento dei livelli di autofagia non solo nel cervello, ma anche nell'intestino", ha detto Walker, che è docente all'UCLA College. "E viceversa: l'attivazione dell'AMPK nell'intestino ha prodotto un aumento dei livelli di autofagia nel cervello - e forse anche altrove".

Molte malattie neurodegenerative, comprese l'Alzheimer e il Parkinson, sono associate all'accumulo di aggregati proteici, un tipo di rifiuti cellulari, nel cervello, conferma Walker. "Matt è andato oltre la correlazione e ha stabilito la causalità", ha detto. "Egli ha dimostrato che l'attivazione dell'autofagia era sia necessario che sufficiente per vedere gli effetti anti-invecchiamento; e che poteva bypassare l'AMPK e puntare direttamente l'autofagia".

Walker ha detto che l'AMPK è ritenuto un obiettivo chiave della metformina, un farmaco usato per trattare il diabete di tipo 2, e che la metformina attiva l'AMPK.

La ricerca è stata finanziata dal National Institute on Aging dei National Institutes of Health. Ulgherait ha ricevuto sostegno finanziario dal Ruth L. Kirschstein National Research Service e dall'Eureka and Hyde fellowships del dipartimento di biologia integrativa e fisiologia dell'UCLA. Hanno collaborato Anil Rana, studioso post-dottorato nel laboratorio di Walker; Michael Rera, ex studioso di postdottorato UCLA del laboratorio di Walker; e Jacqueline Graniel, che ha partecipato alla ricerca come laureanda UCLA.

In una ricerca pubblicata lo scorso anno, Walker ed i suoi colleghi hanno identificato un altro gene, chiamato Parkin, che ritarda l'insorgenza dell'invecchiamento ed estende la durata della vita in buona salute dei moscerini della frutta.

Fonte: Stuart Wolpert in University of California - Los Angeles  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti:  Matthew Ulgherait, Anil Rana, Michael Rera, Jacqueline Graniel, David W. Walker. AMPK Modulates Tissue and Organismal Aging in a Non-Cell-Autonomous Manner. Cell Reports, 2014; DOI: 10.1016/j.celrep.2014.08.006

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