Ricercatori giapponesi hanno scoperto che un certo enzima che scompone gli aminoacidi nel nostro corpo, promuove la senescenza cellulare producendo specie reattive dell’ossigeno. La crescita cellulare arrestata in modo permanente è nota come “senescenza cellulare” e l’accumulo di cellule senescenti può essere una delle cause dell’invecchiamento dei nostri corpi. I farmaci che prendono di mira questo enzima potrebbero potenzialmente sopprimere questo processo e inibire le malattie legate all’invecchiamento.
Questa scoperta è stata fatta da un gruppo di ricerca dell’Università di Kobe guidato dal Professor Shinji Kamada e dal ricercatore Taiki Nagano. I risultati sono stati pubblicati il 18 gennaio in Life Science Alliance, una nuova rivista ad accesso aperto creata da una partnership tra EMBO Press, Rockefeller University Press e Cold Spring Harbor Laboratory Press.
Rimanere in buona salute nella vecchiaia è un problema urgente, in particolare nelle società in “superinvecchiamento” come il Giappone.
Vedi anche Scoperta molecola anti-invecchiamento.
La relazione tra invecchiamento e senescenza cellulare non è ancora chiara, ma esperimenti con modelli murini hanno scoperto che la rimozione delle cellule senescenti inibisce l’invecchiamento e le malattie legate all’invecchiamento.
Scoperto circa 80 anni fa, D-amino acid oxidase (DAO) è un enzima che catalizza la deaminazione ossidativa degli amminoacidi D. Il team di ricerca ha indotto la senescenza cellulare trattando cellule cancerose con basse concentrazioni di farmaci antitumorali e provocando rotture del doppio filamento del DNA. I ricercatori hanno scoperto che l‘aumentata espressione di DAO dipende da un fattore di trascrizione noto come p53, che ha proprietà soppressive del cancro. L’aumento dell’espressione di DAO è stato confermato in cellule senescenti indotte da vari metodi, dimostrando che DAO svolge un ruolo importante nella regolazione della senescenza cellulare.
DAO ossida gli amminoacidi D per produrre α-imminoacidi, producendo anche specie reattive dell’ossigeno (ROS) come sottoprodotto. L’accumulo di ROS è stato collegato sia all’invecchiamento che alla senescenza cellulare, quindi il team ha esaminato la relazione tra DAO e ROS nel causare la senescenza cellulare.
Quando DAO è stato abbattuto e la sua attività soppressa, la senescenza cellulare e la produzione di ROS sono state inibite. Il team ha anche scoperto che un mutante DAO senza proprietà enzimatiche non promuove la senescenza cellulare e la produzione di ROS. In altre parole, DAO facilita la senescenza cellulare producendo ROS attraverso una reazione enzimatica.
L’attivazione della senescenza cellulare da parte di DAO è stata osservata solo quando i farmaci antitumorali hanno indotto una rottura del doppio filamento del DNA. Il team ha previsto che un gene indotto dal danno al DNA contribuisce a questo processo. I ricercatori hanno scoperto che quando il DNA è danneggiato dall’accorciamento dei telomeri, dal trattamento con farmaci antitumorali o dall’attivazione dei geni del cancro, la trascrizione è indotta nei geni regolati da DAO e p53 incluso il trasportatore SLC52A1. DAO è localizzato all’interno del perossisoma cellulare, ma la sua attività è bassa in quanto vi sono quantità insufficienti di coenzima flavina adenina dinucleotide (FAD). SLC52A1 apporta vitamina B2 dall’esterno della cellula, questa viene convertita in FAD nella cellula e quando la concentrazione FAD aumenta, viene attivato DAO. ROS, il sottoprodotto della reazione, danneggia le cellule ossidando DNA, proteine e lipidi,
Come implicito nel loro nome, ROS sono molto reattiviee si ritiene che svolgano un ruolo nel causare malattie come l’Alzheimer, i Parkinson, i tumori e il diabete, nonché l’invecchiamento. Tuttavia, le ROS funzionano anche in modo benefico nei nostri corpi. Le basse concentrazioni di ROS aumentano la durata della nostra vita e vengono utilizzate quando i nostri sistemi immunitari eliminano gli organismi infettanti. È chiaro che quando ROS sono sovraprodotti hanno un effetto negativo e si ritiene che ROS prodotte in condizioni di stress causino malattie e invecchiamento. Questo studio ha rivelato un meccanismo ROS prodotto quando la senescenza cellulare è indotta dallo stress.
Fonte, Kobe University
