Ricerche

Sebbene tutti noi aspiriamo a una vita lunga, ciò che è più ambito è un lungo periodo di vigore e salute, la 'vita in salute', che precede l'inevitabile declino dell'età.

Dei ricercatori della Università della California di Santa Barbara hanno scoperto che gli strumenti di morte, che le cellule usano per suicidarsi quando le cose vanno male, contribuiscono a rendere una vita più lunga e più sana rivitalizzando i compartimenti cellulari specializzati chiamati mitocondri.

I mitocondri generano l'energia per tutte le nostre attività, dal movimento al pensiero. Queste centrali energetiche all'interno delle cellule discendono da quelli che un tempo erano batteri in libertà.

"Siamo una sorta di creatura ibrida che è nata da due lignaggi evolutivi indipendenti: i mitocondri, che un tempo erano batteri, e il resto della cellula che li circonda", osserva Joel Rothman, professore di biologia molecolare, il cui laboratorio ha condotto la ricerca.

Questa doppia origine evolutiva implica che il nostro DNA risiede in due compartimenti separati di ciascuna delle nostre cellule: il nucleo, dove si trova la maggior parte del nostro genoma e i mitocondri con il proprio DNA, come residuo della loro provenienza batterica.

"Con l'età, si accumulano danni al DNA in queste centrali energetiche, contribuendo al declino legato all'età", osserva Rothman. "La nostra scoperta rivela un modo in cui i mitocondri difettosi vengano rimossi, con conseguente ringiovanimento delle cellule".

La ricerca, pubblicata su eLife, mostra che i macchinari biologici che funzionano da 'interruttori di uccisione' per le cellule potenzialmente dannose, ad esempio quelle che diventano cancerose, eliminano anche il DNA difettoso dei mitocondri.

"C'è uno Yin e uno Yang per i mitocondri", ha dichiarato Pradeep Joshi, scienziato senior e coautore dello studio. “Producono l'energia che sostiene la vita. Ma ad ogni respiro, i mitocondri producono anche specie reattive di ossigeno, molecole nocive che danneggiano il DNA e altre parti delle nostre cellule".

Pertanto, più a lungo viviamo, più danni ci sono. Questo danno diminuisce la produzione di energia da parte dei mitocondri, con conseguenze negative per la nostra salute. Poiché cuore, muscoli e cervello richiedono la maggior parte di questa energia, l'invecchiamento è inevitabilmente associato a insufficienza cardiaca, perdita di funzione muscolare e demenza.

Secondo Joshi, “l'invecchiamento può essere considerato una sorta di malattia mitocondriale. Se potessimo eliminare il danno mitocondriale, miglioreremmo la longevità e la vita in salute".

Il team di ricerca ha scoperto un sistema per eliminare i mitocondri danneggiati usando un verme minuscolo chiamato C. elegans, rinomato per molti progressi nella biomedicina, compresi quelli riconosciuti a sei premi Nobel. I ricercatori hanno scoperto che gli enzimi responsabili dell'uccisione di cellule sono necessari anche per rimuovere il DNA mitocondriale danneggiato. In assenza di questi enzimi, i mitocondri difettosi si accumulano.

Rothman e colleghi sono stati sorpresi di scoprire che, sebbene siano coinvolte alcune delle stesse proteine, il processo complessivo di rimozione dei mitocondri danneggiati è diverso da quello normalmente usato per rimuovere le cellule in eccesso.

"I macchinari per la morte cellulare sembrano essere riconvertiti per eliminare i mitocondri cattivi", ha osservato Joshi. "In tal modo, ripristinano la salute a queste centrali energetiche vitali".

Come umano, hai ereditato il tuo DNA mitocondriale esclusivamente da tua madre e lo stesso vale per gli animali usati nello studio. Gli scienziati hanno scoperto che l'onere di mitocondri difettosi nelle madri aumenta con l'età.

"Sfortunatamente, i cattivi mitocondri che si accumulano nelle madri man mano che invecchiano vengono trasmessi ai loro figli", ha detto Rothman.

Tuttavia, la buona notizia è che è stato possibile ridurre sia l'accumulo che l'eredità dei mitocondri difettosi: i ricercatori hanno scoperto che un singolo cambiamento genetico mitiga questi problemi, facendo invecchiare più lentamente gli animali ed estendendo la loro vita.

"Il rallentamento dell'«orologio dell'invecchiamento» sembra far accumulare più lentamente i mitocondri difettosi, aumentando la possibilità che gli interventi anti-invecchiamento possano dare mitocondri più sani", ha osservato Rothman, che è anche il direttore e fondatore del Center for Aging and Longevity della UCSB.

Queste scoperte puntano a strategie future per rimuovere i mitocondri debilitati e ringiovanire le cellule, aprendo la strada a ulteriori anni di vita vibrante e senza malattie per tutti noi.