Ricerche

Un numero speciale di Cell Stem Cell pubblicato ieri, 4 giugno 2015, comprende una serie di recensioni e prospettive sulla biologia dell'invecchiamento. Di seguito quelle principali.

Studio 1. Il segreto per una vita più lunga? Essere femmina.

I supercentenari umani condividono almeno una cosa in comune: oltre il 95 per cento sono donne. Gli scienziati che studiano l'invecchiamento stanno osservando da lungo tempo le differenze tra i sessi, ma non c'è alcuna spiegazione chiara del motivo per cui le donne vivono più a lungo.

In una discussione di ciò che sappiamo circa il comportamento delle cellule staminali e il sesso, i ricercatori della Stanford University Ben Dulken e Anne Brunet sostengono che è il momento di guardare le differenze del declino rigenerativo tra uomini e donne. Questa linea di ricerca potrebbe offrire nuove spiegazioni sul modo in cui gli ormoni sessuali estrogeno e testosterone, o altri fattori, modificano la durata della vita.

Sappiamo che gli estrogeni hanno effetti diretti sulle popolazioni di cellule staminali nei topi di sesso femminile: dall'aumento del numero di cellule staminali del sangue (che è molto utile durante la gravidanza), al potenziamento della capacità rigenerativa delle cellule staminali del cervello, all'altezza dell'estro. Sono tuttora sconosciuti i cambiamenti che hanno un impatto diretto sulla durata della vita.

Recenti studi hanno già trovato che gli integratori di estrogeni aumentano la durata di vita dei topi maschi, e che gli eunuchi umani vivono circa 14 anni in più rispetto ai maschi non castrati.

È necessario più lavoro anche per capire come la genetica impatta l'invecchiamento delle cellule staminali tra i sessi. Gli scienziati hanno visto che, abbattendo diversi geni nei topi, possono aggiungere benefici di longevità ad un sesso, ma non all'altro, e che i maschi in studi sui gemelli hanno telomeri più corti (un segno di vita cellulare più breve) rispetto alle femmine.

"E' probabile che il sesso abbia un ruolo nel definire sia la durata della vita sia la durata della salute, e gli effetti del sesso non possono essere identici per queste due variabili", scrivono gli autori. "Mentre continua la ricerca di nuovi modi per migliorare il processo di invecchiamento e mantenere la capacità rigenerativa delle cellule staminali, non dobbiamo dimenticare uno dei modificatori più efficaci dell'invecchiamento: il sesso".

Studio 2. Modellare l'invecchiamento in una piastra

Uno dei problemi della modellazione di malattie genetiche in una piastra di Petri, con le cellule staminali, è che queste cellule non hanno la stessa età dei pazienti che soffrono della malattia studiata. Si potrebbero prendere cellule della pelle di un paziente di 65 anni con la SLA, riprogrammarle in cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC), e quindi differenziare le iPSC in neuroni, ma quei neuroni avranno solo poche settimane di vita.

Tali cellule staminali riprogrammate hanno dimostrato di avere un metabolismo ringiovanito, una diminuzione del danno al DNA e telomeri più lunghi rispetto alle cellule mature originali. Se questo è il caso, allora quello che c'è nella piastra può non essere una rappresentazione accurata di ciò che sta accadendo nel paziente.

Gli scienziati Lorenz Studer, Elsa Vera, e Daniela Cornacchia del Memorial Sloan Kettering Cancer Center hanno rivisto le strategie che fanno avanzare l'orologio delle cellule staminali per modellare condizioni ad esordio tardivo. Ad esempio, gruppi di ricerca hanno usato piccoli vagli molecolari che accelerano il differenziamento di cellule staminali embrionali umane; tuttavia, questi metodi non spingono la maturazione delle cellule. Per le iPSC, un metodo utilizzato dai laboratori è quello di stressare le cellule esponendole a tossine. Un'altra strategia è esprimere geni noti per causare malattie di invecchiamento precoce.

"La capacità di dirigere sia il destino, sia l'età della cellula in lignaggi derivati da iPSC permetterà di modellare malattie umane con una precisione senza precedenti", scrivono gli autori. "Tali studi potrebbero produrre fenotipi di malattia più rilevanti e definire nuove classi di composti terapeutici che mirano comportamenti delle cellule legati all'età. La capacità di programmare e riprogrammare l'età cellulare su richiesta rappresenterà un importante passo avanti sulla strada per decodificare il mistero dell'invecchiamento".

Studio 3. Selezionare per l'immortalità: una teoria che spiega perché le cellule germinali non sembrano invecchiare

Una differenza nel metabolismo tra le cellule che compongono il nostro corpo rispetto alle cellule che usiamo per la riproduzione (le cellule germinali, cioè, quelle che diventano spermatozoi e uova) potrebbe contribuire a spiegare il motivo per cui le prime sono soggette a invecchiamento e queste ultime sono apparentemente «immortali».

Le cellule staminali producono energia scomponendo lo zucchero, processo di gran lunga meno efficiente e che porta a più mutazioni rispetto all'ottenere energia dalla respirazione mitocondriale, quello che fanno le cellule germinali.

Nel suo articolo-opinione sulla manutenzione e l'invecchiamento delle cellule staminali, Hans-Willem Snoeck della Columbia University propugna il caso che, da un punto di vista evolutivo, le cellule staminali non hanno bisogno di durare per sempre; hanno solo bisogno di avere un organismo di età riproduttiva.

Esse accumulano danni al DNA nel tempo e si auto-riparano, ma continuano a funzionare ad una capacità sempre più ridotta. Le cellule germinali, dall'altra parte, sono selezionate fortemente, così che solo la più adatta sarà usata per la riproduzione.

Snoeck sostiene che alla base della differenza tra manutenzione nelle cellule staminali e la selezione di cellule germinali possono esserci modi molto diversi di generare energia. Il modo in cui le cellule usano le sostanze nutritive è stato collegato in precedenza alla longevità; è ampiamente riferito che la restrizione calorica nei mammiferi, nei vermi e in altri animali può aumentare la durata della vita.