Molte persone hanno una certa familiarità con la parola “senescenza” e considerano il termine sinonimo di invecchiamento. Dopotutto, la radice della parola è “sen-” che significa vecchio ed è anche la radice della parola “senile” che ovviamente significa caratteristico della vecchiaia.
Ma quando i biologi parlano di senescenza cellulare, non intendono esattamente l'invecchiamento come le persone solitamente pensano a questo processo. A seconda del tipo di tessuto, le cellule nel tuo corpo vivono per periodi di tempo variabili. I globuli bianchi hanno una durata di vita di circa 13 giorni, rispetto ai 120 giorni di vita di un globulo rosso. Le cellule adipose vivono circa otto anni e le cellule intestinali (escluso il rivestimento) vivono quasi 16 anni.
Quando le cellule del corpo raggiungono la fine della loro vita naturale, muoiono una morte programmata attraverso un processo chiamato apoptosi (pronuncia “a-pop-TOE-sis”) che è progettato per non danneggiare le cellule vicine. Oppure, forse, una cellula è giovane o a metà vita ed è danneggiata in qualche modo. Molte volte questo danno può essere riparato e la cellula riprende la sua funzione normale. Se il danno è troppo grave, ancora una volta la cellula subisce l'apoptosi e viene distrutta.
Normalmente, le cellule subiscono una divisione costante, sia per sostituire le cellule morte che per aiutare nella riparazione, come nella crescita di nuove cellule della pelle per chiudere una ferita. A volte, quando il DNA cellulare è danneggiato, queste cellule diventano cancerose e vengono catapultate in una proliferazione incontrollata.
Comprendere la senescenza cellulare
L'altro modo in cui le cellule rispondono ai danni che non sono così gravi da innescare l'apoptosi è diventare senescenti. Ciò significa che invece di entrare in una proliferazione incontrollata, semplicemente smettono di dividersi e il normale ciclo cellulare termina. Molti scienziati credono che questa capacità di entrare in uno stato senescente sia il modo del corpo di cercare di prevenire che queste cellule danneggiate diventino cancerose.
Sebbene queste cellule senescenti non si stiano attivamente dividendo, non sono affatto morte. Le cellule senescenti sono ancora molto attive dal punto di vista metabolico, secernendo una serie di proteine e altre molecole denominate SASP (fenotipo secretorio associato alla senescenza) che possono causare infiammazione. In questo modo, le cellule senescenti possono segnalare alle cellule immunitarie di intervenire per aiutare a ripulire i danni e a contribuire alla riparazione dei tessuti. Finora, questo sembra essere un aspetto positivo.
Ma anche se il SASP aiuta nella riparazione dei tessuti, alcune delle proteine e molecole che possono comporre questo insieme possono avere effetti dannosi. Con l'invecchiamento, le cellule senescenti iniziano ad accumularsi nel corpo, incluso il cervello. Queste cellule senescenti producono tutte le molecole e proteine infiammatorie del SASP, che possono effettivamente accelerare l'invecchiamento stesso e peggiorare condizioni legate all'età come le malattie cardiache e l'Alzheimer. Inoltre, l'esposizione continua al SASP può effettivamente indurre la senescenza in cellule altrimenti sane.
Eliminazione delle cellule senescenti dal corpo
E se queste cellule senescenti potessero essere eliminate dal corpo, insieme alle proteine e molecole infiammatorie tossiche SASP che producono? È già stato dimostrato che in un modello murino di malattia neurodegenerativa, l'eliminazione delle cellule senescenti ha migliorato la funzione cerebrale in questi animali.
Ma ciò che non era noto è questo: la rimozione delle cellule senescenti dal corpo potrebbe aiutare ad alleviare l'invecchiamento cerebrale e il declino cognitivo che accompagna l'invecchiamento normale? Una recente ricerca guidata dagli scienziati del Robert and Arlene Kogod Center on Aging della Mayo Clinic, pubblicata nel numero del 21 gennaio 2021 della rivista Aging Cell, ha tentato di rispondere a questa domanda.
I ricercatori si sono nuovamente rivolti a un modello murino nel loro tentativo di rispondere a questa domanda. Il team ha utilizzato topi transgenici. Questi topi sono specificamente allevati per essere parte della ricerca medica e hanno DNA “estraneo” inserito nel nucleo di un uovo di topo fecondato. Quando il topo si sviluppa, il DNA estraneo diventa parte di ogni cellula. Questi topi appositamente allevati hanno permesso al team di utilizzare un farmaco che uccide selettivamente le cellule che esprimono P16ink4a, una proteina coinvolta nella regolazione del ciclo cellulare e che rallenta la divisione cellulare.
Con l'invecchiamento degli organismi, l'espressione della proteina P16ink4a aumenta. Questo aiuta il corpo a ridurre la proliferazione delle cellule staminali, riducendo così il rischio di cancro ma allo stesso tempo rendendo il corpo suscettibile agli effetti delle proteine SASP e di altre molecole prodotte da queste cellule senescenti. Poiché questo approccio non poteva garantire la distruzione di tutte le cellule senescenti, i ricercatori hanno anche utilizzato un cocktail di farmaci combinati per mirare alle cellule senescenti rimanenti nei topi. I ricercatori hanno utilizzato diversi gruppi di topi anziani (25-29 mesi) oltre a un gruppo più giovane come confronto.
I risultati sono stati piuttosto chiari: la rimozione delle cellule senescenti nei corpi e nei cervelli dei topi anziani ha portato all'alleviamento del deterioramento cognitivo legato all'età, in particolare della disfunzione della memoria spaziale. I risultati hanno anche mostrato una riduzione dei marcatori di senescenza nei neuroni dell'ippocampo, una parte del cervello specificamente associata alla memoria e alla cognizione e che è soggetta a un progressivo deterioramento con l'età.
L'eliminazione delle cellule senescenti ha anche ridotto significativamente i marcatori dell'infiammazione cerebrale, che è stata chiaramente associata al deterioramento cognitivo legato all'età. Sebbene gli autori sottolineino che non è ancora completamente chiaro esattamente come la senescenza cellulare influisca sull'invecchiamento cerebrale, i risultati del loro studio dimostrano in modo definitivo che le terapie mirate alla rimozione delle cellule senescenti offrono un approccio promettente per il ringiovanimento del cervello invecchiato e per il miglioramento della memoria nelle persone anziane.
NAD e senescenza cellulare
Come abbiamo riportato in articoli precedenti, NAD (nicotinammide adenina dinucleotide) che agisce nel corpo come un importante coenzima o cofattore, e naturalmente diminuisce con l'età, ha mostrato risultati molto promettenti nell'ambito dell'anti-invecchiamento, inclusa l'area della senescenza cellulare. La ricerca dell'Università del Queensland, Australia, pubblicata nel numero del 18 febbraio 2020 di Cell Reports, ha mostrato che dosi relativamente basse di NMN erano efficaci nel ripristinare la qualità degli ovuli nei topi anziani. Sebbene la ricerca iniziale sia stata condotta sui topi, i ricercatori sono piuttosto ottimisti riguardo alla promessa che questi agenti hanno nel trattamento della fertilità umana.
I ricercatori hanno dimostrato in modo conclusivo nei modelli murini che il trattamento con NAD conferisce potenti effetti anti-invecchiamento sul sistema neurovascolare, inclusi miglioramenti nelle prestazioni cognitive. Inoltre, il trattamento delle cellule vascolari di ratti anziani (l'età biologica dei topi di 24 mesi corrisponde a quella degli esseri umani di circa 60 anni) trattati con NMN per cinque giorni ha mostrato un ripristino dei livelli giovanili di NAD e il ritorno della funzione mitocondriale. Abbiamo anche discusso altrove che il NAD svolge un ruolo cruciale nel funzionamento ottimale delle sirtuine (pronuncia “sir-TWO-ins”), una famiglia di proteine conosciute come i geni della longevità, che regolano l'invecchiamento cellulare.
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Riferimenti:
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