Esistono circa 200 diversi tipi di cellule nel corpo, ma possono tutte essere ricondotte alle cellule staminali. Prima di differenziarsi in cuore, fegato, sangue, cellule immunitarie e altro, venivano chiamati pluripotenti, nel senso che potevano diventare qualsiasi cosa.
Nel 2006, Shinya Yamanaka ha scoperto quattro geni che, quando sono stati costretti ad esprimersi, hanno riportato le cellule al loro stato pre-differenziato. Per molti, incluso il Comitato per il Premio Nobel, che ha conferito a Yamanaka il Nobel per la medicina nel 2012, questa è stata un'indicazione che un giorno potremmo davvero essere in grado di invertire il naturale processo di invecchiamento. Ma c'erano problemi significativi. Attivando questi geni, i ricercatori hanno causato alle cellule la perdita della loro identità. Dal momento che le cellule possono poi trasformarsi in qualsiasi cosa, lo fanno e ciò spesso provoca il cancro, ma può anche causare il fallimento delle cellule nel loro lavoro - problematico quando si hanno un cuore o una cellula epatica.
I ricercatori del Salk Institute di La Jolla, in California, potrebbero avere una soluzione. Hanno dimostrato, in un recente articolo su Cell, di essere in grado di indurre le cellule, comprese le cellule umane in vitro e le cellule del topo in vivo, a comportarsi come cellule più giovani, aumentando la durata della vita dei topi e la resilienza delle cellule umane. La ricerca rappresenta un passo importante nel modo in cui comprendiamo l'invecchiamento a livello cellulare e potrebbe, con il tempo, indicare terapie basate su come e se viene espressa una serie di geni che controllano il processo di invecchiamento.
"Principalmente il concetto qui è la plasticità del processo di invecchiamento", afferma Juan Carlos Izpisua Belmonte, professore di Salk e autore dello studio. “Immagina di scrivere un manoscritto. Alla fine della tua vita, se passi il manoscritto a molte persone, ci saranno molti segni, molte aggiunte. Quello che stiamo facendo qui ... sta eliminando alcuni di questi segni. "
Belmonte e il suo laboratorio hanno escogitato una soluzione intelligente ad alcuni dei problemi causati dai fattori Yamanaka. Sapevano che quando questi geni venivano attivati, la riprogrammazione delle cellule procedeva in modo graduale: alcuni effetti si verificavano in momenti diversi. Pensarono che se potessi attivare e disattivare i fattori Yamanaka, potresti arrestare il processo prima che le cellule regredissero fino alla pluripotenza.
Per farlo funzionare, hanno introdotto alcuni cambiamenti genetici nei topi di laboratorio. In questi topi, questi quattro geni possono essere facilmente attivati o disattivati da un composto nell'acqua dei topi. Quindi hanno eseguito l'esperimento in cicli, con i fattori attivati per due giorni, quindi disattivati per cinque.
Lo hanno provato con due tipi di topi: alcuni con progeria, una condizione genetica a invecchiamento rapido che riduce la durata della vita a circa 16 settimane; e alcuni che invecchiarono naturalmente fino a un anno. Sotto il trattamento, i topi con progeria tendevano a vivere per 22 o 23 settimane (circa il 30 percento in più del normale), e i topi anziani naturali mostravano una maggiore resistenza a lesioni muscolari, malattie metaboliche e altri segni distintivi dell'invecchiamento.
"Pensiamo davvero che la regolazione epigenetica sia uno dei principali motori dell'invecchiamento", afferma Alejandro Ocampo, ricercatore associato nel laboratorio di Belmonte e autore principale dello studio. "A causa del fatto che è dinamico, hai spazio e la possibilità non solo di rallentarlo, ma anche di riportarlo a uno stato più giovane."
Ma aggiunge che il lavoro svolto finora riguarda più la mitigazione degli effetti dell'età che l'inversione. Per fare ciò sarebbe necessario riportare i topi anziani a uno stato precedente, dice. "Quell'esperimento è molto più complicato di quello che abbiamo mostrato."
Se ciò potesse essere fatto, il risultato potrebbe essere molto importante.
“L'invecchiamento è il principale fattore di rischio per la maggior parte delle malattie che soffriamo. Se sei in grado di rallentare o invertire il processo di invecchiamento, puoi avere un grande impatto su queste malattie ", afferma Ocampo. "Il nostro obiettivo è maggiormente quello di espandere la durata della salute, quindi vogliamo estendere il numero di anni in cui le persone sono in buona salute".
Ma quando i ricercatori hanno smesso di erogare il trattamento, gli effetti sono svaniti rapidamente, sottolinea Tom Rando, un professore di neurologia a Stanford, che ha proposto nel 2012 che la riprogrammazione epigenetica potesse essere raggiunta disaccoppiando il ringiovanimento dalla de-differenziazione che porta al cancro e ad altri i problemi. La ricerca dell'Istituto Salk è importante, dice, perché affronta proprio questa idea.
"Prima di tutto, sono impressionato dallo studio, non commettere errori", afferma Rando. "Sta davvero facendo quel passo successivo, dal tipo di fenomenologia che stavamo osservando e dai meccanismi che stavamo proponendo, a un vero intervento che mira a riprogrammare per vedere se potevi farlo."
Piuttosto che semplicemente trasferire la stessa opera in esseri umani, il laboratorio di Belmonte sta cercando di capire i meccanismi con cui funziona il ringiovanimento. Non puoi creare esseri umani transgenici solo per amministrare il trattamento, come hanno fatto nei topi, quindi stanno cercando modi per usare le sostanze chimiche per fare alcune delle stesse cose che fanno i fattori Yamanaka quando sono indotti, ma applicando il amministrazione ciclica che hanno sviluppato in questo studio.
"Questo è solo l'inizio", afferma Ocampo. "Stiamo appena iniziando a vedere che possiamo farlo, ma ovviamente può essere fatto in un modo molto migliore quando sappiamo di più sul processo."
