L'invecchiamento è una malattia curabile?

si può fermare l'invecchiamento 9 18

Mentre sei seduto qui a leggere questo articolo, le tue cellule stanno lavorando nel tuo corpo eseguendo tutte le diverse reazioni biochimiche necessarie per farti andare avanti. Mentre avanzano, accumulano mutazioni, resistono alle tossine ambientali e fanno del loro meglio per assorbire i nutrienti da una dieta tutt'altro che perfetta.

Con il passare del tempo, le nostre cellule iniziano a indebolirsi. I nostri soldati, lavoratori e protettori biologici una volta pronti non sono più quelli di una volta. Stiamo invecchiando... costantemente. Questo fatto universalmente accettato è ora considerato più un ostacolo temporaneo da alcuni ricercatori ottimisti a causa delle recenti scoperte che hanno il campo della longevità pieno di discorsi sull'immortalità.

Perché il cambiamento improvviso, potresti chiedere? Ebbene, in verità, la ricerca dell'immortalità non è una nuova moda. Le ricerche per la fonte della giovinezza e gli elisir per la vita eterna sono esistite sin dagli albori dell'umanità stessa. Tuttavia, recenti esperimenti nel campo della longevità hanno prodotto nuove interessanti osservazioni che ci lasciano interrogare se l'invecchiamento sia davvero inevitabile, o se sia solo un'altra malattia con una cura in attesa della nostra scoperta.

Nelle sezioni seguenti, discuterò tre esperimenti chiave degli ultimi due decenni che hanno notevolmente migliorato il campo della longevità e durata della salute ricerca. Questi studi chiariscono che se un tale percorso verso l'immortalità esiste, non risiede in qualche fontana nascosta o pozione magica, ma piuttosto nella comprensione del mondo nascosto all'interno delle nostre cellule e tessuti.

Studi sulla parabiosi

Un segno distintivo della giovinezza è la capacità del corpo cellule progenitrici per sostituire le celle vecchie o danneggiate con quelle nuove. Con l'avanzare dell'età, questa capacità svanisce e non siamo più in grado di ricostituire i nostri tessuti con nuove cellule con la stessa efficienza. Ciò porta a problemi come l'atrofia muscolare e il declino della funzione degli organi. Nel 2005, il ricercatore di Stanford, il dottor Thomas Rando e colleghi, hanno pubblicato un articolo che studia gli effetti dell'età sulla capacità delle cellule satelliti, un tipo di muscolo cellula progenitrice, per proliferare e rigenerarsi. (Conboy et al., 2005). Precedenti studi condotti da questo laboratorio hanno mostrato che la capacità in declino delle cellule satelliti invecchiate di generare nuove cellule (ovvero "potenziale rigenerativo") non era dovuta a cambiamenti interni all'interno della cellula, ma piuttosto alla mancanza di segnali esterni che attivano la rigenerazione dall'ambiente (Conboy et al., 2003). In altre parole, non c'era qualcosa che non andava nella cellula stessa, ma piuttosto nel suo ambiente, che le faceva smettere di rigenerarsi.

Il sistema circolatorio è un sistema di somministrazione di nutrienti che aiuta a modellare l'ambiente di una cellula. Lo fa fornendo alla cellula i materiali di cui ha bisogno per funzionare. Nel 2005 il laboratorio Rando ha chiesto se la sostituzione del sistema circolatorio di un organismo anziano con quello di un animale più giovane potesse ripristinare l'attivazione e proliferazione di cellule satelliti invecchiate. Per indagare su questa domanda, i ricercatori del laboratorio Rando hanno collegato chirurgicamente i sistemi circolatori di un topo giovane e vecchio in una procedura chiamata parabiosi. Dopo aver sincronizzato i sistemi circolatori dei topi, le cellule satelliti dei topi anziani sono state in grado di generare meglio nuove cellule che mostrano un potenziale rigenerativo simile a quello delle cellule satelliti nei topi giovani. Un ulteriore studio ha anche documentato l'effetto della parabiosi sull'estensione della durata della vita. In questo studio, i topi sono stati collegati da parabiosi per soli tre mesi prima di essere separati. L'esposizione a un sistema circolatorio più giovane ha aumentato la longevità dei topi da 125 a 130 settimane, con un aumento complessivo del 5% della durata della vita (Zhang et al., 2021).

Liquido spinale cerebrale rigenerante

Sebbene gli studi sulla parabiosi siano stati un entusiasmante passo avanti, le loro implicazioni erano limitate a tessuti più accessibili al sistema circolatorio. Il del sistema nervoso centrale (CNS), invece, non è così facilmente accessibile. Il SNC è protetto dall'art barriera del sangue-cervello, un sistema di cellule epiteliali strettamente unite che protegge il nostro sistema nervoso da batteri e virus potenzialmente dannosi che circolano nel nostro sangue. Poiché le cellule del nostro SNC invecchiano, diventiamo più a rischio di sviluppare malattie neurodegenerative come l'Alzheimer e Morbo di Parkinson. Pertanto, trovare un modo per ringiovanire le cellule del SNC è anche estremamente importante per la salute e la longevità.

Per affrontare questa preoccupazione, i ricercatori di Stanford, il dott. Tal Iram e il dott. Tony Wyss-Coray, hanno studiato se il ripristino dell'ambiente cellulare potesse avere effetti anti-invecchiamento simili sul SNC come si osserva in altri tessuti. Invece di collegare i sistemi circolatori di topi vecchi e giovani (consentendo uno scambio di sangue e plasma), hanno eseguito una trasfusione di liquido cerebrospinale, una procedura che ha scambiato il liquido spinale cerebrale (CSF) di topi vecchi con quello di topi giovani.

Nel loro studio, il Dr. Wyss-Coray e il Dr. Iram hanno dimostrato che l'infusione di liquido cerebrospinale giovane (sia di topi che di esseri umani) nel sistema ventricolare di vecchi topi migliorava le funzioni chiave nelle cellule del SNC degli animali anziani. In particolare, la trasfusione di liquido cerebrospinale ha aumentato la proliferazione e differenziazione di popolazioni di cellule progenitrici di oligodendrociti (OPC). Le OPC sono cellule che danno origine a oligodendrociti maturi, un tipo di cellula gliale nel cervello responsabile dell'avvolgimento dei nostri neuroni in una sostanza grassa conduttiva chiamata mielina che aiuta con la comunicazione neuronale.

Con l'avanzare dell'età, il volume di materia bianca (il tessuto nel nostro cervello composto da neuroni mielinizzati) diminuisce, con un impatto negativo sulla funzione cognitiva. Pertanto, un'implicazione dei risultati del Dr. Wyss-Coray e del Dr. Iram è che il ripristino degli OPC potrebbe contrastare la perdita di sostanza bianca e inibire il declino cognitivo con l'età. È interessante notare che un altro studio del laboratorio Wyss-Coray nel 2014 ha mostrato impatti positivi sulla funzione cognitiva e plasticità sinaptica nei topi più anziani dopo aver subito un intervento chirurgico per la parabiosi (Villeda et al., 2014).


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Questi studi sulla parabiosi e sulla trasfusione del liquido cerebrospinale sono stati fondamentali per stabilire l'importanza dell'ambiente di una cellula per la sua funzione e invecchiamento biologico, ma non hanno risposto alla successiva domanda importante: se sappiamo che qualcosa non va nell'ambiente, cosa c'è di sbagliato in esso? Rispondere a questa domanda ci consentirebbe di sviluppare terapie per cambiare l'ambiente delle nostre cellule consentendo loro di tornare al loro sé più giovane.

L'orologio Horvath

Gli studi Wyss-Coray e Rando ci hanno mostrato cosa sta succedendo al di fuori delle nostre cellule è importante, ma cosa succede dentro? Se dovessimo immergerci nelle nostre cellule oltre la membrana plasmatica, oltre il citosol e nel nucleo, il centro di comando della cellula, troveremmo il nostro DNA. Il DNA può essere pensato come la raccolta di istruzioni che le nostre cellule usano per funzionare. Inoltre, il nostro DNA ha quello che viene chiamato epigenoma, uno schema di segni che si trova sopra i nostri geni e regola dove e quando verranno espressi nella cellula. Con l'avanzare dell'età, modelli epigenetici come metilazione del DNA influenzare gene espressione. In alcuni casi, l'accumulo o la perdita di determinati modelli di metilazione del DNA può causare la soppressione dei geni associati alla longevità (Salas-Pérez et al., 2019). Questo compromette la funzione cellulare e alla fine ci fa sembrare, sentire e agire più vecchi. Nel 2011, il dottor Steve Horvath, ricercatore di genetica e biostatistica umana presso l'UCLA, ha caratterizzato il correlazione tra i modelli di metilazione del DNA e l'invecchiamento, creando un nuovo benchmark biochimico per la salute cellulare che i ricercatori ora chiamano orologio epigenetico (Blocklandt et al., 2011; Horvath, 2013).

Non appena si è diffusa la voce sull'orologio epigenetico di Horvath, gli scienziati hanno iniziato a esplorare con entusiasmo la possibilità di invertire i modelli epigenetici per riportare indietro l'orologio (Rando & Chang, 2012). Gli studi hanno riportato che il mantenimento di scelte di vita personali sane come l'esercizio fisico e una buona dieta può aiutare le cellule a mantenere schemi epigenetici che assomigliano più da vicino a quelli che si trovano nelle cellule più giovani, ma finora questi cambiamenti potrebbero solo far tornare indietro il tempo (Quach et al., 2017 ). I ricercatori stanno ora cercando altri mezzi per modificare l'epigenoma. Con nuovi strumenti a nostra disposizione, come CRISPR, è possibile per noi entrare e modificare manualmente i modelli epigenetici sul nostro DNA. Molto lavoro è attualmente in corso su questo fronte (es. Lau e Suh et al., 2017), ma è importante notare che non sappiamo ancora in che misura l'epigenoma contribuisca direttamente al processo di invecchiamento e se la modifica avrà l'effetto anti-età previsto.

In conclusione…

Questi studi dimostrano che siamo sulla buona strada per svelare i segreti scientifici di una vita prolungata. Si è detto che la prima persona a vivere fino a 150 anni è già nata!

Dati i recenti progressi, è difficile immaginare che non saremmo in grado di estendere la vita umana oltre il suo limite attuale. Ma se l'invecchiamento sia semplicemente un'altra malattia in attesa di una cura è una questione in discussione. Solo il tempo dirà se la scienza può superare in astuzia la mortalità.

Mentre alcuni credono che non dovremmo assolutamente entrare in questo gioco di ingegno, una cosa è certa: la curiosità è parte integrante della nostra umanità e finché vivremo, la nostra curiosità ci porterà sempre a cercare risposte a questa domanda indelebile .

Solo il tempo dirà se la scienza può superare in astuzia la mortalità

Circa l'autore

Arielle Hogan ha conseguito una laurea in biologia e una laurea in francese presso l'Università della Virginia. Ora sta perseguendo un dottorato di ricerca. in Neuroscienze nel programma NSIDP presso UCLA. La sua ricerca si concentra sulle lesioni del SNC e sulla riparazione neurale. In particolare, sta ricercando i programmi trascrizionali intrinseci differenziali che consentono la rigenerazione del SNP e studiando come questi programmi trascrizionali possono essere indotti in modelli di danno al SNC per promuovere la rigenerazione. Le piace anche conoscere la biomeccatronica e l'interfaccia cervello-macchina (BMI), oltre a partecipare alla divulgazione e all'insegnamento della scienza. Al di fuori del laboratorio, trascorre il tempo ad esercitarsi con il francese, giocando a basket, guardando film (anche quelli brutti) e viaggiando. Per ulteriori informazioni su Arielle Hogan, visitare il suo profilo completo.

Riferimenti

Bocklandt, S., Lin, W., Sehl, ME, Sánchez, FJ, Sinsheimer, JS, Horvath, S. e Vilain, E. (2011). Predittore epigenetico dell'età. PLoS ONE, 6(6), e14821. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0014821

Conboy, IM, Conboy, MJ, Wagers, AJ, Girma, ER, Weissman, IL e Rando, TA (2005). Ringiovanimento delle cellule progenitrici invecchiate mediante esposizione a un ambiente sistemico giovane. Natura, 433(7027), 760-764. https://doi.org/10.1038/nature03260

Conboy, IM, Conboy, MJ, Smythe, GM e Rando, TA (2003). Ripristino mediato da intaglio del potenziale rigenerativo del muscolo invecchiato. Scienza (New York, NY), 302(5650), 1575-1577. https://doi.org/10.1126/science.1087573

Horvath S. (2013). Età di metilazione del DNA dei tessuti umani e dei tipi cellulari. Genoma biologia, 14(10), R115. https://doi.org/10.1186/gb-2013-14-10-r115

Iram, T., Kern, F., Kaur, A., Myneni, S., Morningstar, AR, Shin, H., Garcia, MA, Yerra, L., Palovics, R., Yang, AC, Hahn, O ., Lu, N., Shuken, SR, Haney, MS, Lehallier, B., Iyer, M., Luo, J., Zetterberg, H., Keller, A., Zuchero, JB, Wyss-Coray, T. (2022). Il liquido cerebrospinale giovane ripristina l'oligodendrogenesi e la memoria nei topi anziani tramite Fgf17. Natura, 605(7910), 509-515. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04722-0

Lau, CH e Suh, Y. (2017). Modifica del genoma e dell'epigenoma negli studi meccanicistici sull'invecchiamento umano e sulle malattie legate all'invecchiamento. Gerontologia, 63(2), 103-117. https://doi.org/10.1159/000452972

Quach, A., Levine, ME, Tanaka, T., Lu, AT, Chen, BH, Ferrucci, L., Ritz, B., Bandinelli, S., Neuhouser, ML, Beasley, JM, Snetselaar, L., Wallace, RB, Tsao, PS, Absher, D., Assimes, TL, Stewart, JD, Li, Y., Hou, L., Baccarelli, AA, Whitsel, EA, Horvath, S. (2017). Analisi dell'orologio epigenetico di fattori di dieta, esercizio fisico, istruzione e stile di vita. INVECCHIAMENTO, 9(2), 419-446. https://doi.org/10.18632/aging.101168

Rando, TA e Chang, HY (2012). Invecchiamento, ringiovanimento e riprogrammazione epigenetica: azzerare l'orologio dell'invecchiamento. Cella, 148(1-2), 46-57. https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.01.003

Salas-Pérez, F., Ramos-Lopez, O., Mansego, ML, Milagro, FI, Santos, JL, Riezu-Boj, JI e Martínez, JA (2019). Metilazione del DNA nei geni delle vie di regolazione della longevità: associazione con obesità e complicanze metaboliche. INVECCHIAMENTO, 11(6), 1874-1899. https://doi.org/10.18632/aging.101882

Telano LN, Baker S. Fisiologia, liquido spinale cerebrale. [Aggiornato 2022 luglio 4]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 gennaio-. Disponibile dal: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519007/

Villeda, SA, Plambeck, KE, Middeldorp, J., Castellano, JM, Mosher, KI, Luo, J., Smith, LK, Bieri, G., Lin, K., Berdnik, D., Wabl, R., Udeochu, J., Wheatley, EG, Zou, B., Simmons, DA, Xie, XS, Longo, FM e Wyss-Coray, T. (2014). Il sangue giovane inverte i disturbi legati all'età nella funzione cognitiva e nella plasticità sinaptica nei topi. Medicina naturale, 20(6), 659-663. https://doi.org/10.1038/nm.3569

Zhang, B., Lee, DE, Trapp A., Tyshkovskiy, A., Lu, AT, Bareja, A. Kerepesi, C., Katz, LH, Shindyapina, AV, Dmitriev, SE, Baht, GS, Horvath, S ., Gladyshev, VN, White, JP, bioRxiv 2021.11.11.468258;doi:https://doi.org/10.1101/2021.11.11.468258

Questo articolo è originariamente apparso su Conoscendo i neuroni

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