Perché si invecchia? Quando si muore e perché? Ci può essere una vita senza invecchiamento? Per secoli, la scienza è stata affascinata da queste domande. Ora i ricercatori di Kiel (Germania) hanno cercato di capire perché il polipo Hydra è immortale e inaspettatamente hanno scoperto un legame di invecchiamento negli esseri umani.
Lo studio effettuato da Kiel University insieme alla University Medical Center Schleswig-Holstein (UKSH) sarà pubblicato questa settimana negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS).
Hydra – misteriosamente immortale
Il piccolo polipo d’acqua dolce Idra non mostra alcun segno di invecchiamento ed è potenzialmente immortale. C’è una spiegazione piuttosto semplice biologica per questo: questi animali si riproducono esclusivamente per gemmazione piuttosto che con l’accoppiamento.Il presupposto per tale riproduzione vegetativa è che ogni polipo contiene cellule staminali in grado di proliferazione continua. Senza queste cellule staminali, gli animali non potrebbero più riprodursi. Grazie alla sua immortalità, Hydra è stato oggetto di molti studi riguardanti i processi di invecchiamento, per diversi anni.
Invecchiamento negli esseri umani
Quando le persone invecchiano, molte delle loro cellule staminali perdono la capacità di proliferare e quindi di formare nuove cellule. L‘ invecchiamento non permette ai tessuti di rigenerarsi ed è per questo, ad esempio che si verifica il declino muscoli. Le persone anziane tendono a sentirsi più deboli perché i muscoli del loro cuore sono interessati da questo processo di invecchiamento. Se fosse possibile influenzare questi processi di invecchiamento, gli esseri umani potrebbero sentirsi fisicamente meglio per molto più tempo. Lo studio dei tessuti animali come quelli di Hydra – un animale pieno di cellule staminali attive durante tutta la sua vita – può fornire informazioni preziose sulle cellule staminali e l’invecchiamento come tale.
Longevità gene umano scoperto in Hydra
“Sorprendentemente, la nostra ricerca per il gene che rende Hydra immortale ci ha portato al cosiddetto gene FOXO”, spiega Anna-Marei Böhm, studente di dottorato e primo autore dello studio. Il gene FOXO esiste in tutti gli animali e nell’uomo ed è noto da anni. Tuttavia, fino ad ora non si sapeva perché le cellule staminali umane diventano meno attive con l’aumentare dell’età, quali meccanismi biochimici sono coinvolti e se FOXO svolge un ruolo nell’invecchiamento. Al fine di trovare il gene, il gruppo di ricerca ha isolato cellule staminali di Hydra e poi osservato tutti i geni.
Meccanismo immortalità di Hydra rivelato
Il team di ricerca ha esaminato FOXO in diversi polipi geneticamente modificati: Hydra con normale FOXO, con Foxo inattivo e con una quantità maggiore di FOXO. Gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che gli animali senza FOXO possiedono cellule staminali meno significative. È interessante notare che il sistema immunitario in animali con FOXO inattivo cambia drasticamente. “Drastici cambiamenti del sistema immunitario simili a quelli osservati in Hydra sono noti anche negli esseri umani anziani”, spiega Filippo Rosenstiel dell’Istituto di Biologia Molecolare Clinica presso UKSH, il cui gruppo di ricerca ha contribuito allo studio.
FOXO rende la vita più umana, anche
“Il nostro gruppo di ricerca ha dimostrato per la prima volta l’esistenza di un nesso diretto tra il gene FOXO e l’invecchiamento”, afferma Thomas Bosch dell’Istituto Zoologico dell’Università di Kiel, che ha condotto lo studio Hydra. Bosch continua: “FOXO è stato trovato particolarmente attivo nei centenari ossia nelle persone di età superiore a 100 anni – ed è per questo che crediamo che FOXO svolge un ruolo chiave nel processo di invecchiamento – non solo in Hydra, ma anche negli esseri umani.” Tuttavia, l’ipotesi non può essere verificata sugli esseri umani, in quanto richiederebbe una manipolazione genetica degli esseri umani. Bosch sottolinea che i risultati attuali sono un grande passo avanti nella comprensione dell’invecchiamento. Quindi il prossimo passo deve essere quello di studiare come il gene FOXO lavora per la longevità in Hydra e in che modo i fattori ambientali influenzano la sua l’attività.
Senza le cellule staminali moriremo tutti
Scientificamente, lo studio ha due conclusioni principali: da un lato si conferma che il gene FOXO gioca un ruolo determinante nel mantenimento delle cellule staminali e nella durata della vita degli animali e degli esseri umani. Dall”altra parte, lo studio dimostra che l’invecchiamento e la longevità degli organismi dipendono realmente da due fattori: il mantenimento delle cellule staminali e il mantenimento di un sistema immunitario funzionante.
Questo lavoro è stato finanziato dalla DFG tedesca Research Foundation.
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