Le dinamiche della mitofagia cambiano con l’età, in particolare durante la mezza età, influenzando la salute del cervello e l’invecchiamento. Queste scoperte offrono spunti per sviluppare terapie per le malattie neurodegenerative.
I mitocondri, spesso definiti le centrali elettriche delle nostre cellule, svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento della salute cellulare. Quando danneggiati, questi organelli vengono rimossi tramite un processo di riciclaggio noto come mitofagia, essenziale per il corretto funzionamento delle cellule longeve, in particolare nel cervello. La mitofagia compromessa è stata fortemente collegata a disturbi neurodegenerativi come l’Alzheimer e il morbo di Parkinson, evidenziandone l’importanza come bersaglio per la scoperta di farmaci e i progressi terapeutici.
Una nuova ricerca del laboratorio McWilliams dell’Università di Helsinki, guidata dalla ricercatrice Anna Rappe, MSc, rivela un panorama mutevole e inaspettato della mitofagia in diversi tipi di cellule cerebrali durante il processo di invecchiamento.
Ad esempio, i livelli di mitofagia sono aumentati in una regione specializzata del cervello dei topi responsabile del movimento man mano che gli animali invecchiavano, mentre nelle cellule cerebrali correlate alla memoria, la mitofagia è prima aumentata e poi è calata bruscamente in età avanzata. Questi risultati identificano la mezza età come un punto di svolta chiave per un sano invecchiamento del cervello, offrendo nuove intuizioni sui meccanismi molecolari che sostengono la funzione cerebrale dei mammiferi.
Un’altra scoperta fondamentale dello studio è stata che alcuni lisosomi, le strutture responsabili della scomposizione dei rifiuti cellulari, perdono acidità con l’invecchiamento del cervello. Questa entusiasmante osservazione è parallela ai cambiamenti osservati nei modelli di malattia di Alzheimer, suggerendo che i processi osservati nell’invecchiamento normale potrebbero essere esacerbati nello sviluppo di condizioni neurodegenerative. I risultati sfidano le precedenti ipotesi secondo cui la mitofagia diminuisce semplicemente con l’età in tutte le specie , dimostrando che nei mammiferi più longevi, questo speciale processo di riciclaggio è molto più dinamico e complesso.
Studi precedenti, che spesso utilizzavano modelli di breve durata come lieviti e vermi, suggerivano che i livelli di mitofagia diminuiscono nel corso della vita, contrassegnandolo come un segno distintivo dell’invecchiamento. Tuttavia, studiare questo processo nel cervello dei mammiferi che invecchiano è stato difficile a causa della complessità del tessuto cerebrale e dei limiti dei metodi di ricerca tradizionali. Solo di recente sono diventati disponibili gli strumenti necessari per tracciare la mitofagia in diversi tessuti e organi nei mammiferi.
Il McWilliams Lab ha utilizzato strumenti all’avanguardia nella genetica dei topi, nell’optobiologia, nelle neuroscienze e nell’imaging avanzato per tracciare la mitofagia nel tempo in diversi tipi di cellule cerebrali. I loro risultati evidenziano l’importanza di sviluppare nuove prospettive quando si studia l’invecchiamento cerebrale in specie più longeve, con la mezza età che emerge come un periodo critico per preservare la funzione cerebrale.
Implicazioni per la comprensione dell’invecchiamento cerebrale in condizioni di salute e malattia
Il Professore associato Thomas McWilliams, che ha supervisionato lo studio, ha contestualizzato queste scoperte: “Non c’è dubbio che la mitofagia diminuisca nelle specie con vita più breve. Mentre condividiamo importanti geni e meccanismi, i tessuti dei mammiferi con vita più lunga si sono evoluti sotto pressioni distinte per gestire sfide diverse. Il nostro lavoro rivela che la mitofagia è altamente dinamica nel cervello dei topi che invecchiano e suggerisce che la mezza età è un periodo cruciale per la salute del cervello dei mammiferi“.
Ha aggiunto che, nonostante i progressi compiuti nella comprensione delle malattie neurodegenerative, l’elevato tasso di fallimento delle attuali terapie sottolinea la necessità di nuovi approcci.
Sinossi
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“C’è ancora molto da fare, ma siamo entusiasti di queste nuove scoperte che rimodellano la nostra comprensione dell’invecchiamento cerebrale. Insieme ai nostri collaboratori clinici, ci impegniamo a far progredire questa ricerca verso applicazioni più incentrate sull’uomo. Ci auguriamo che i nostri risultati attuali forniscano alle aziende e ai ricercatori traslazionali una preziosa tabella di marcia per aiutare ad accelerare lo sviluppo di nuove terapie per le malattie cerebrali“.
Fonte:The EMBO Journal