La macchina del tempo cellulare


Nella lista delle più importanti scoperte del 2016 la rivista Science ha indicato il ringiovanimento delle cellule: un gruppo di ricercatori coordinato da Juan Carlos Izpisùa Belmonte è riuscito a riprogrammare cellule mature della pelle di topi, riportando indietro le lancette dell’orologio dell’invecchiamento cellulare. Per comprendere le implicazioni di questo enorme traguardo è necessario fare una breve premessa.

Tutte le cellule adulte possono dividersi un numero finito di volte. Terminati i cicli replicativi a loro disposizione, le cellule diventano senescenti, cioè perdono la capacità di dividersi e vanno incontro a una serie di modificazioni che le portano alla morte. Le cellule staminali pluripotenti, invece, sono in grado di autopropagarsi e di differenziarsi in tutti i tipi cellulari, dando così origine a qualsiasi tessuto. Accendendo alcuni geni normalmente espressi nello stato embrionale, è possibile riprogrammare le cellule adulte e trasformarle in cellule staminali. Nel 2006 la ricerca sulle cellule staminali ha portato alla produzione in laboratorio delle cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) a partire da cellule mature: una cellula qualsiasi viene prelevata (in genere dalla pelle) e coltivata in vitro in presenza di quattro geni (Oct3/4, Sox2, Klf4 e c-Myc), noti come fattori di Yamanaka. In questo modo la cellula viene riportata allo stato di cellula staminale pluripotente, che ha le stesse caratteristiche di una cellula staminale embrionale. La produzione delle iPS è valsa a Yamanaka il Premio Nobel per la Medicina nel 2012.

Queste sono le premesse su cui il gruppo di ricerca di Belmonte ha basato il proprio lavoro. Attraverso tecniche di ingegneria genetica, Belmonte ha modulato l’espressione dei fattori di Yamanaka in topi affetti da una forma di invecchiamento precoce, in modo tale che le cellule di questi animali attivassero i quattro geni in presenza di un antibiotico. Lo scopo dei ricercatori era quello di ringiovanire le cellule senza riportarle allo stato completamente indifferenziato. Infatti, l’attivazione di geni tipici della fase embrionale in cellule adulte di topo è associata a un aumentato rischio di tumori e teratomi, pertanto Belmonte ha sottoposto i topi a dosi più basse di antibiotico, al fine di indurre una riprogrammazione cellulare parziale e quindi molto meno rischiosa. Dopo sei settimane, il topi apparivano ringiovaniti, la funzionalità degli organi è migliorata e la durata della vita è stata allungata del 30%.

Attualmente la tecnica utilizzata da Belmonte non può essere applicata sull’uomo, quindi le implicazioni cliniche di questa scoperta sono ancora incerte e sicuramente non immediate. Tuttavia, questo studio ha messo in evidenza la reversibilità e la plasticità del processo di invecchiamento, dando ulteriore vigore al filone di ricerca sulla riprogrammazione cellulare.

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