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Una fonte di giovinezza nei mitocondri?
L'attivazione di un enzima nella centrale elettrica di una cellula, i mitocondri, rende la cellula resiliente allo stress e alla morte, secondo uno studio pubblicato oggi sulla rivista Cellula . I risultati potrebbero fornire una nuova serie di obiettivi per i farmaci per il trattamento delle malattie legate all'invecchiamento, tra cui l'Alzheimer e il diabete. Gli scienziati affermano che la ricerca potrebbe anche indicare la fonte a lungo cercata dei benefici di allungamento della vita della restrizione calorica.
Mitocondri giovanili: Il mitocondrio, mostrato qui, è una minuscola struttura cellulare che trasforma il combustibile chimico in energia cellulare. Il potenziamento di alcuni enzimi all'interno dei mitocondri protegge la cellula dallo stress e dalla morte e può fornire nuovi bersagli farmacologici per le malattie legate all'invecchiamento.
Ora abbiamo un modo per creare farmaci che possono impedire alle cellule di morire e prevenire malattie come l'Alzheimer, afferma David Sinclair , un biologo della Harvard Medical School, a Boston, che ha guidato il lavoro. I risultati ampliano il focus di Sirtris Pharmaceuticals , una società con sede a Cambridge, MA, e cofondata da Sinclair, che sta sviluppando composti che prendono di mira le sirtuine, una classe di enzimi precedentemente legati alla longevità. (Vedi The Enthusiast.) Finora, l'azienda si è concentrata su una molecola che prende di mira SIRT1, un enzima che aumenta anche la salute dei mitocondri ma si trova al di fuori dei mitocondri. SIRT1 è la punta dell'iceberg, afferma Sinclair. Altre sirtuine sono importanti anche per il trattamento delle malattie dell'invecchiamento.
I mitocondri sono minuscole fabbriche di energia all'interno di ogni cellula che convertono il combustibile chimico in energia. Un numero crescente di prove suggerisce che la funzione mitocondriale svolge un ruolo vitale nell'invecchiamento e nei disturbi legati all'età, come l'Alzheimer, il Parkinson, le malattie cardiache e il diabete di tipo 2. Ad esempio, i mitocondri nelle persone anziane sono meno efficienti di quelli nei giovani, un cambiamento che può essere alla base della resistenza all'insulina, un precursore del diabete.
Nello studio, Sinclair e i suoi collaboratori hanno modificato geneticamente le cellule per esprimere livelli più elevati di un enzima mitocondriale chiamato NAMPT, e quindi hanno sottoposto quelle cellule a sostanze chimiche tossiche. Hanno scoperto che le cellule con livelli di enzimi più elevati erano meglio protette contro queste sostanze chimiche e più resistenti alla morte cellulare. I ricercatori hanno anche scoperto che finché i mitocondri delle cellule erano sani, le cellule potevano rimanere in vita, indipendentemente dallo stato del resto della cellula. Ciò significa che i mitocondri sono i guardiani della sopravvivenza cellulare, afferma Sinclair.
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Il biologo di Harvard David Sinclair descrive la sua ricerca e l'importanza delle terapie legate all'età.
L'aumento dei livelli dell'enzima NAMPT aumenta la quantità di una sostanza chimica nota come NAD, un cofattore chiave in molte reazioni metaboliche. Il NAD è anche cruciale per la funzione delle sirtuine, che in precedenza erano state collegate alla longevità. (Vedi The Fountain of Health.) I benefici sulla sopravvivenza cellulare osservati nell'attuale studio sembrano dipendere da due di questi enzimi: SIRT3 e SIRT4, che potrebbero fornire nuovi bersagli per i farmaci per prevenire le malattie dell'invecchiamento, afferma Sinclair. Se riesci a trovare un farmaco che attiva l'enzima SIRT3, puoi mantenere in vita le cellule quando altrimenti morirebbero, come in una malattia neurodegenerativa.
Sinclair suggerisce anche che questo meccanismo è alla base dei benefici sulla longevità della restrizione calorica. Decenni di ricerche hanno dimostrato che una dieta che fornisce un'alimentazione adeguata ma limita fortemente l'apporto calorico aumenta la longevità nelle mosche, nei vermi e nei topi e sembra proteggere dalle malattie dell'invecchiamento. Sappiamo che la restrizione calorica mantiene sani i mitocondri e pensiamo di aver scoperto un importante meccanismo di funzionamento della restrizione calorica, afferma Sinclair. È emozionante perché coinvolge i mitocondri, l'apice energetico della cellula.
Altri scienziati concordano sul fatto che il lavoro sia entusiasmante, ma avvertono che non è ancora chiaro quale ruolo svolgano gli enzimi nell'invecchiamento o negli effetti della restrizione calorica. Le persone hanno sostenuto che il livello NAD è importante, ma a questo punto è uno dei tanti giocatori, afferma David Finkelstein , biologo presso l'Istituto nazionale sull'invecchiamento.
Sono necessari ulteriori studi per valutare veramente il ruolo di questi enzimi, afferma Matt Kaeberlein , un biologo dell'Università di Washington. Questi enzimi potrebbero essere importanti regolatori della malattia e bersagli farmacologici potenzialmente utili, ma dobbiamo entrare nei modelli animali per scoprire quanto siano importanti, dice. La maggior parte della ricerca attuale è stata limitata alle linee cellulari, ma Sinclair ei suoi colleghi stanno ora studiando un topo che sovraesprime l'enzima mitocondriale. Se i topi sono longevi e mostrano resistenza alle malattie legate all'età, ciò sosterrà questa ipotesi, afferma Kaeberlein.
Il CEO e cofondatore di Sirtris Christopher Westphal afferma che l'azienda, che sta già eseguendo studi clinici su una potenziale molecola anti-diabete che prende di mira SIRT1, sta effettuando uno screening per composti che colpiscono un certo numero di sirtuine. Ma Westphal non dirà se l'azienda ha identificato composti specifici che prendono di mira SIRT3 e SIRT4. Anche SIRT3 e SIRT4 sembrano interessanti per il diabete, afferma Westphal. Forse lo tratterebbero in modo diverso rispetto a SIRT1.