Gli scienziati tedeschi rivelano un grande segreto dell'eterna giovinezza

Cosa ci fa invecchiare? - Il segreto della giovinezza
I ricercatori dell'Istituto di biologia molecolare (IMB) di Mainz hanno compiuto un passo avanti nella ricerca sul processo di invecchiamento. Gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che i fattori genetici possono rallentare l'invecchiamento. Tuttavia, questi fattori fanno accelerare il processo man mano che le persone invecchiano.

Nel verme delle specie Caenorhabditis elegans hanno il Dr. med. Holger Richly e i suoi colleghi hanno scoperto fattori genetici che rallentano l'invecchiamento negli animali giovani, ma accelerano la vita in età avanzata. Sorprendentemente, i geni identificati controllano il processo intracellulare dell'autofagia, che degrada i costituenti cellulari non funzionali ed è generalmente attribuito alle proprietà di promozione della salute. I risultati della ricerca sono stati recentemente pubblicati sulla rivista scientifica "Genes & Development" e forniscono le prime indicazioni su come il processo di invecchiamento sia emerso come un inevitabile sottoprodotto dell'evoluzione.

Per sempre giovane Questo è un vecchio sogno umano. Gli scienziati sono sulla strada. (Immagine: Dan Race / fotolia.com)

Nella loro pubblicazione, gli scienziati dimostrano che la durata della vita è prolungata quando il processo dell'autofagia è sottoregolato negli animali più anziani, portando al mantenimento di cellule nervose sane e, più in generale, a un miglioramento della salute. Queste nuove scoperte potrebbero anche avere implicazioni per il trattamento di malattie neurodegenerative come l'Alzheimer, il Parkinson e l'Huntington, in cui anche il processo dell'autofagia gioca un ruolo.

Ogni essere umano e quasi ogni specie sul nostro pianeta sta invecchiando. La domanda è: perché? Secondo la teoria dell'evoluzione di Charles Darwin, la selezione naturale significa che gli organismi viventi che si adattano in modo ottimale a un habitat hanno maggiori possibilità di sopravvivere e trasmettere i loro geni alle generazioni successive. Più le proprietà di determinati geni supportano la propagazione, più è selezionato per questi geni. Su questa base, George C. Williams sviluppò nel 1957 una pleiotropia antagonista (AP) un'ipotesi di invecchiamento che afferma che l'evoluzione seleziona i geni che sono benefici nel periodo giovanile e riproduttivo, ma hanno effetti negativi nella vecchiaia. Sebbene questa teoria sia scientificamente provata, finora non ci sono state prove sperimentali che i geni si comportino secondo questa ipotesi.

Nella sua pubblicazione ora disponibile "L'inibizione neuronale del complesso di nucleazione autofagica prolunga la durata della vita in C. elegans post-riproduttiva". Holger Richly e il suo laboratorio presso l'IMB di Mainz hanno dimostrato che molti geni mostrano un comportamento di AP e quindi accelerano notevolmente il processo di invecchiamento. Sebbene il team di ricercatori abbia studiato solo una frazione del genoma di Caenorhabditis elegans con 800 su circa 20.000 geni, gli scienziati sono stati in grado di trovare un numero considerevole di 30 geni che si comportano secondo la teoria di AP. "Considerando che abbiamo testato solo il 4% dei geni del verme sul nostro schermo, è probabile che possano essere identificati molti altri geni AP", ha affermato Jonathan Byrne, ex Ph.D. Holger Richly all'IMB e uno dei due principali autori dello studio.

"La prova che l'invecchiamento è guidato dall'evoluzione non è stata l'unica sorpresa nella nostra ricerca", aggiunge Thomas Wilhelm, autore principale della pubblicazione. "Ciò che ci ha sorpreso di più è stato riconoscere i processi biologici fondamentali coinvolti nei geni identificati". Gli scienziati hanno scoperto che l'autofagia, che è un processo di riciclaggio cellulare essenziale, è normalmente necessaria per mantenere la vita e la longevità , mostra un comportamento AP molto forte. "A questo punto, la nostra ricerca è stata davvero affascinante," Dr. Holger Richly, Research Group Leader presso IMB e Project Leader di questo studio. È noto che il processo di autofagia peggiora sempre di più con l'età, ma gli autori dello studio dimostrano che è completamente disfunzionale e persino dannoso nei vermi più vecchi. I biologi molecolari hanno dimostrato che la downregolazione dei geni chiave che avviano il processo dell'autofagia aumenta notevolmente la durata della vita.

"Questi risultati dovrebbero farci pensare e portarci a criticare le nostre teorie sull'autofagia", Dr. Holger Richly spiega: "L'autofagia è stata quasi sempre considerata benefica, anche se difficilmente funziona. Al contrario, mostriamo le gravi conseguenze negative che possono verificarsi quando l'autofagia collassa gradualmente in tarda età e che sarebbe probabilmente meglio ignorare l'autofagia in età avanzata. Questa è la classica antagonista pleiotropia: nei giovani vermi, l'autofagia funziona bene ed è essenziale per lo sviluppo dell'animale, ma dopo la riproduzione diventa difettoso e fa invecchiare gli animali ".

Come parte della sua ricerca, Richly e il suo team sono riusciti a collegare l'origine del fenotipo dell'invecchiamento a uno specifico tessuto chiamato neuroni. Disattivare l'autofagia nei neuroni dei vecchi vermi non solo prolunga la durata della vita, ma migliora anche drammaticamente la salute degli animali. "È come se prendessimo una medicina a metà della nostra vita che ci aiuta a rimanere in forma e giovani ea vivere più a lungo. Deve essere qualcosa del genere per i vermi ", dice Thomas Wilhelm. "Disattiamo l'autofagia in un solo tessuto e c'è un cambiamento nell'intero animale. I neuroni nei vermi trattati sono più sani e crediamo che questo sia il motivo per cui il resto del corpo e, in particolare, i muscoli rimangono in buona salute. La linea di fondo è che porta a un'estensione della vita del 50 percento. "

Sebbene gli autori non sappiano ancora esattamente quale meccanismo mantiene sani i neuroni, i risultati dello studio potrebbero fornire indizi importanti. "Ci sono molti disturbi neuronali associati all'autofagia disfunzionale, come l'Alzheimer, il Parkinson e l'Huntington. Sarebbe possibile che i geni dell'autofagia identificati nel nostro studio aprano nuove opzioni terapeutiche ", afferma Wilhelm. Sebbene tali trattamenti siano ancora molto lontani, la possibilità che le nuove scoperte siano trasferite agli esseri umani è promettente.

rilasciare:
Wilhelm T, Byrne J, Medina R, Kolundzic E, Geisinger J, Hajduskova M, Tursun B e Richly H (2017). L'inibizione neuronale del complesso di nucleazione dell'autofagia estende la durata della vita in C. elegans post-riproduttiva. Genes Dev. 31, (15),
DOI: 10.1101 / gad.301648.117