La pelle rugosa e la perdita dei capelli sono i segni distintivi dell’invecchiamento. E se potessero essere invertiti?
Keshav Singh e colleghi hanno fatto proprio questo in un modello murino sviluppato all’Università dell’Alabama a Birmingham. Quando viene indotta una mutazione che porta alla disfunzione mitocondriale, il topo sviluppa la pelle rugosa e una perdita di capelli ampia e visibile nel giro di poche settimane. Quando la funzione mitocondriale viene ripristinata spegnendo il gene responsabile della disfunzione mitocondriale, il topo ritorna ad avere la pelle liscia e ed i peli, i segni indistinguibili di un topo sano della stessa età.
“A nostra conoscenza, questa osservazione non ha precedenti“, ha detto Singh, Professore di genetica nella Scuola di Medicina UAB.
È importante sottolineare che la mutazione responsabile della comparsa di rughe e perdita di capelli, è in un gene nucleare che influenza la funzione mitocondriale, i piccoli organelli noti come le centrali elettriche delle cellule. Numerosi mitocondri nelle cellule producono il 90% delle cellule energetiche chimiche che devono sopravvivere.
Nell’uomo, durante l’invecchiamento si osserva un declino della funzione mitocondriale e la disfunzione mitocondriale può causare malattie legate all’età. Un esaurimento del DNA nei mitocondri è anche implicato nelle malattie mitocondriali umane, nelle malattie cardiovascolari, nel diabete, nei disturbi neurologici associati all’età e nel cancro.
“Questo modello di topo”, ha detto Singh, “dovrebbe fornire un’opportunità senza precedenti per lo sviluppo di farmaci preventivi e terapeutici per aumentare le funzioni mitocondriali per il trattamento della patologia associata all’invecchiamento della pelle e dei capelli e di altre malattie umane in cui la disfunzione mitocondriale gioca un ruolo significativo”.
La mutazione nel modello di topo viene indotta quando l’antibiotico doxiciclina viene aggiunto al cibo o all’acqua potabile. Questo antibiotico causa l‘esaurimento del DNA mitocondriale perché l’enzima per replicare il DNA diventa inattivo.
In quattro settimane, i topi hanno mostrato capelli grigi, ridotta densità dei capelli, perdita di capelli, movimenti lenti e letargia, cambiamenti che ricordano l’invecchiamento naturale. La pelle rugosa è stata osservata da quattro a otto settimane dopo l’induzione della mutazione e le femmine avevano rughe più gravi della pelle rispetto ai maschi.
Drasticamente, questa perdita di capelli e la pelle rugosa possono essere invertiti disattivando la mutazione. Le foto mostrano la perdita di capelli e la pelle rugosa nel topo, dopo due mesi di induzione con doxiciclina e lo stesso topo un mese dopo l’interruzione della doxiciclina, consentendo il ripristino del DNA mitocondriale impoverito.
La pelle rugosa ha mostrato cambiamenti simili a quelli osservati nell’invecchiamento intrinseco ed estrinseco: l’invecchiamento intrinseco è il processo naturale dell’invecchiamento e l’invecchiamento estrinseco è l’effetto di fattori esterni che influenzano l’invecchiamento, come le rughe della pelle che si sviluppano dall’eccesso di sole o fumo.
( Vedi anche:Scoperta la molecola chiave dell’ invecchiamento).
Tra i dettagli, la pelle di topi con mutazione indotta ha mostrato un aumento del numero di cellule della pelle, ispessimento anormale dello strato esterno, follicoli piliferi disfunzionali e aumento dell’infiammazione che sembrava contribuire alla patologia cutanea. Questi segni sono simili nell’invecchiamento estrinseco della pelle negli esseri umani. I topi con DNA mitocondriale impoverito hanno mostrato anche l’espressione modificata di quattro marcatori associati all’età nelle cellule, simili nell’invecchiamento intrinseco.
La pelle ha anche mostrato interruzioni nell’equilibrio tra gli enzimi della metalloproteinasi della matrice e il loro inibitore tessuto-specifico: il loro equilibrio è necessario per mantenere le fibre di collagene nella pelle che prevengono le rughe.
I mitocondri dei topi con mutazione indotta avevano ridotto il contenuto di DNA mitocondriale, alterato l’espressione del gene mitocondriale e l’instabilità dei grandi complessi nei mitocondri coinvolti nella fosforilazione ossidativa.
L‘inversione della mutazione ha ripristinato la funzione mitocondriale, così come ha invertito la patologia della pelle e dei capelli. “Questo ha dimostrato che i mitocondri sono regolatori reversibili dell’invecchiamento cutaneo e della perdita di capelli”, osservazione che Singh definisce “sorprendente”.
“La ricerca suggerisce che i meccanismi epigenetici alla base del cross-talk tra mitocondri e nuclei svolgono un ruolo importante nel ripristino del normale fenotipo della pelle e dei capelli”, ha detto Singh, che ha un incarico secondario alla UAB come Professore di patologia. “Sono necessari ulteriori esperimenti per determinare se i cambiamenti fenotipici in altri organi possono anche essere invertiti mediante il ripristino del DNA mitrocondriale”.
Fonte: UAB News
