Gli scienziati cercano di svelare i segreti dell’invecchiamento cellulare

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Immagine: cellule senescenti al microscopio. Le cellule – fibroblasti polmonari umani – sono diventte senescenti dopo che le loro cellule vicine sono state geneticamente ingegnerizzate per aumentare l’attività del gene CD36. Le aree colorate in blu sono regioni in cui è attivo un enzima associato alla senescenza. Credito: Darleny Lizardo / Alan Siegel / University at Buffalo North Campus Confocal Imaging Facility.

Gli scienziati che cercano di svelare i segreti dell’invecchiamento cellulare hanno identificato un gene che scatena la senescenza, un fenomeno in cui le cellule smettono di dividersi.

La senescenza è un evento naturale nella vita di una cellula e i ricercatori hanno cercato di concentrarsi su di essa per due motivi. Innanzitutto, è collegata alla vecchiaia: si pensa che le cellule senescenti contribuiscano alle malattie cardiache, all’artrite, alla cataratta e ad altre condizioni legate all’età. In secondo luogo, la mancanza di senescenza è un segno distintivo delle cellule tumorali, che bypassano questo processo per replicarsi in modo incontrollato.

Il nuovo studio, pubblicato online il 20 giugno su Molecular Omics, una rivista della Royal Society of Chemistry, illumina i geni coinvolti nella senescenza cellulare e ne mette in evidenza uno in particolare che sembra strettamente associato a questo cruciale processo biologico.

Negli esperimenti, i ricercatori dell’Università di Buffalo hanno scoperto che un gene chiamato CD36 è insolitamente attivo nelle cellule senescenti più vecchie.

Inoltre, gli scienziati sono stati in grado di indurre le cellule giovani e sane a smettere di dividersi intensificando l’attività del CD36 all’interno di esse. L’effetto si è diffuso alle cellule vicine, con quasi tutte le cellule in una capsula di Petri che mostravano segni di senescenza quando solo una piccola frazione di cellule- circa il 10-15% – esprimeva una sovraespressione di CD36. Nuove cellule poste nel mezzo della crescita  che in precedenza ospitavano le cellule senescenti, hanno anche smesso di replicarsi.

“Ciò che abbiamo trovato è stato molto sorprendente”, afferma Ekin Atilla-Gokcumen, Assistente Professore di chimica presso l’UB College of Arts and Sciences. “La senescenza è un processo molto complesso e non ci aspettavamo che l’alterazione dell’espressione di un gene potesse innescarla o causare lo stesso effetto nelle cellule circostanti”.

I risultati indicano CD36 come un obiettivo interessante della ricerca futura. Il ruolo esatto del gene nella senescenza rimane un mistero: gli scienziati sanno che il gene guida il corpo nella costruzione di una proteina con lo stesso nome che si trova sulla superficie delle cellule, ma le funzioni di questa proteina sono ancora allo studio. Le attività proposte comprendono aiutare le cellule a importare i lipidi e influenzare il modo in cui questi lipidi vengono utilizzati all’interno delle cellule.

“La nostra ricerca identifica il gene CD36 come candidato per ulteriori studi: la senescenza è un aspetto fondamentale della cellula, ma c’è ancora molto che non sappiamo”, dice Omer Gokcumen, Assistente Professore di scienze biologiche nel College of Arts and Sciences dell’UB. “La senescenza sembra avere implicazioni nella vecchiaia e nel cancro, quindi comprenderla è molto importante”.

( Vedi anche:Una nuova scoperta sugli effetti dell’invecchiamento nelle nostre cellule).

Primi autori dello studio sono stati il ​​dottorando di chimica UB Darleny Lizardo e la ricercatrice postdottorato di scienze biologiche UB Marie Saitou, che ha vinto un premio per un discorso su questo lavoro durante il Simposio di ricerca post-dottorato UB di giugno.

Azzerare un gene importante

Gli scienziati non avevano deciso di indagare su CD36.

Invece, hanno iniziato con un paio di obiettivi generali: volevano catalogare tutti i geni relativi alla senescenza e volevano ottenere una migliore comprensione, in particolare, dei geni correlati ai lipidi coinvolti in questo processo. (Studi precedenti hanno dimostrato che i lipidi svolgono un ruolo nell’invecchiamento cellulare).

CD36 è emerso come un gene di interesse negli esperimenti progettati per rispondere a queste domande.

In primo luogo, attraverso una tecnica chiamata transcriptomica, gli scienziati hanno identificato CD36 come uno dei due geni correlati ai lipidi che aumentano maggiormente la loro attività nelle cellule senescenti. (Questa parte dello studio è stata condotta su due tipi di cellule – pelle umana e fibroblasti polmonari – e i risultati sono stati veri per entrambi i tipi di cellule).

CD36 è comparso di nuovo in un secondo test,  un’analisi genetica di tutti i geni correlati ai lipidi che hanno preso il sopravvento durante la senescenza. All’interno di questo gruppo di geni, CD36 si è distinto come uno dei più variabili nell’uomo, il che significa che la sequenza del DNA del gene è altamente probabile che varia da persona a persona. Tale diversità può essere un indicatore di variazione funzionale, in cui diverse pressioni ambientali ed evolutive danno luogo a una serie di mutazioni utili in un gene altamente espresso che serve uno scopo importante”, dice Gokcumen.

“Non avevamo deciso di cercare CD36”, aggiunge Gokcumen. “Abbiamo adottato un approccio ampio nel nostro studio, utilizzando la trascrittomica e una struttura evolutiva per identificare i geni e le proteine ​​che sono fondamentali per il processo di senescenza.I nfine, CD36 si è distinto come un outlier in entrambi i casi, un modo convincente di fare ricerca biologica “.

Fonte: University at Buffalo

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