Fermare l’invecchiamento: i telomeri come orologi molecolari

Cosa determina l’invecchiamento di un organismo? Attraverso quali meccanismi si instaura? Una volta compresi questi ultimi, è possibile arrestarne l’avanzamento? Da tempo immemore l’uomo si pone simili interrogativi, numerosi quanto i tentativi di approdare ad una soluzione. Magia, alchimia e religione sono solo alcuni dei mezzi impiegati nel corso dei millenni per tentare di penetrare i segreti di concetti quali eterna giovinezza e immortalità. Sedotti dal miraggio di una vita illimitata e dall’ambizione di soggiogare il tempo al proprio volere, i nostri antenati hanno cercato, con gli strumenti a loro disposizione, di pervenire a risposte rivelatesi poi fallimentari. Questi antichi desideri sono però ben vivi anche nell’uomo contemporaneo, il quale possiede mezzi enormemente più efficaci per tentare di esaudirli: la scienza e le attuali tecnologie.

Gli avanzamenti in campo biologico e tecnologico avvenuti negli ultimi due secoli hanno infatti permesso di pervenire ad una conoscenza tanto accurata degli esseri viventi, da far apparire l’antico miraggio come una meta forse un giorno raggiungibile. Il susseguirsi di numerosi esperimenti e delle conseguenti scoperte ha infatti portato gli studiosi a battere vie sempre diverse e sempre più promettenti per spiegare l’invecchiamento. Tra queste rientrano ad esempio le ricerche condotte sul ruolo dei radicali liberi(1) nel danno cellulare oppure gli studi sulla perdita delle cellule staminali(2) in tarda età. Nonostante l’importanza rivestita dalla comprensione di tali fenomeni, i risultati forse più interessanti sono stati tuttavia ottenuti analizzando il ruolo di strutture dette telomeri, da molti ribattezzati “gli orologi della cellula”. Ma cosa sono, precisamente?

I telomeri si presentano come lunghe sequenze di DNA compatto ed inattivo, posizionate nelle estremitá terminali dei cromosomi eucariotici(3). Essi svolgono la funzione di preservare l’integrità di questi ultimi impedendo, ad esempio che si fondano tra loro provocando effetti gravissimi, come morte cellulare e tumori. Ma che ruolo hanno nel processo di invecchiamento? Numerosi studi hanno rilevato che ogni volta che una cellula si divide, i cromosomi in essa contenuti si accorciano leggermente alle estremità, proprio in corrispondenza dei telomeri. Ciò ha permesso di dedurre che una singola cellula e la sua progenie, possono riprodursi solo un numero limitato di volte prima di andare incontro ad un accorciamento dei telomeri che risulti letale. La durata della vita di una cellula risulta quindi correlata alla quantitá di divisioni a cui andrá incontro. Gli effetti di una scoperta di tale portata non si sono fatti attendere. Sono stati infatti effettuati moltissimi studi volti a scoprire come rallentare questo “orologio molecolare” e ad allungare così la via delle cellule senza renderle tuttavia immortali e, dunque, potenzialmente tumorali(4).

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In un recente studio, Blau e colleghi sono riusciti ad esempio a sviluppare una tecnica che consiste nell’introdurre uno specifico RNA(5) nelle cellule, per consentire la sintesi di una proteina detta telomerasi. Questa proteina serve a sintetizzare le corte sequenze di DNA perse dai telomeri nella divisione cellulare, impedendone un ulteriore accorciamento. Essa è peró normalmente espressa solo nelle cellule germinali(6) ed in quelle staminali. La nuova metodica consente tuttavia di superare questa limitazione, promuovendo un’ efficiente sintesi della telomerasi anche in altri tipi di cellule. Il suo utilizzo ha infatti consentito di incrementare del 10% la lunghezza dei telomeri contenuti in colture cellulari umane muscolari ed epidermiche. La durata dell’effetto è stata di circa 48 ore, trascorse le quali è stato osservato uno spontaneo ripristino del processo di accorciamento. Per ottenere risultati visibili sono bastate solo tre applicazioni della soluzione contenente la molecola sperimentale. Gli scienziati sono inoltre convinti che questa manipolazione sia in grado di aumentare anche di 40 volte la capacita’ proliferativa delle cellule, e che possa essere la chiave per allungare la vita.

Gli importanti risultati qui descritti aprono la strada allo sviluppo di nuovi farmaci in grado di contrastare gli effetti dell’invecchiamento ma anche di trattare malattie in cui sono coinvolti i telomeri, come la sindrome di Duchenne. Il grande sogno dell’uomo può dunque andare avanti.[VF]

NOTE:

1 I radicali liberi sono molecole estremamente reattive. Esse possono essere prodotte durante il normale metabolismo cellulare o introdotte dall’ambiente esterno. Possono legarsi a molte molecole presenti nella cellula, impedendone il corretto funzionamento e provocando danno cellulare.

2 Le cellule staminali sono cellule non specializzate in grado di trasformarsi in diversi altri tipi cellulari attraverso un processo noto come differenziamento

3 Il DNA è la molecola che contiene le istruzioni per il funzionamento di qualsiasi organismo. La cellula eucariote è invece una cellula dotata di nucleo, struttura in cui è contenuto il DNA. Le cellule si riproducono attraverso un processo di divisione cellulare chiamato mitosi, in cui il DNA viene replicato nella cellula madre e successivamente spartito in modo equo tra le due cellule figlie. I cromosomi sono molecole di DNA compattate in modo tale da agevolare questa spartizione.

4 Le cellule tumorali sono cellule che possono riprodursi virtualmente all’infinito in modo scoordinato e incontrollato, a seguito di danni riportati nel DNA

5 L’RNA è una molecola sintetizzata a partire dal DNA che puó svolgere varie funzioni, tra cui il trasporto delle informazioni necessarie per la sintesi di proteine. Nell’esperimento descritto, l’RNA è stato modificato in modo da non scatenare risposte immunitarie

6 Ovuli e spermatozoi negli esseri umani. Poiché servono a dar vita ad un nuovo individuo, queste cellule devono poter limitare l’accorciamento dei telomeri

FONTI:

-Peter J. Russell: iGenetica (seconda edizione) 2007

-Articolo originale in inglese: http://goo.gl/4qSLm8

-Articolo da “Stanford Medicine” (in inglese): https://goo.gl/LUviDj

-Articolo da “ANSA.it”: http://goo.gl/J9H4yD

-Articolo da “Eurekalert” (in inglese): http://goo.gl/JXKXNv