Riuscire a fermare l’invecchiamento è il sogno di tutti. Su National Academy of Sciences è stata pubblicata la scoperta che la pianta Pinus longaeva custodisce il segreto della longevità.
Il Pinus longaeva (Methuselah – “pino di setola”) è un albero tipico degli Stati Uniti sudoccidentali ed è l’organismo più antico della Terra, capace di vivere 5.000 anni. Il segreto è nei suoi enzimi e cromosomi in cui si trova il meccanismo capace di frenare l’invecchiamento.
Con lo studio condotto in collaborazione fra Julian Chen nella School of Molecular Sciences della Arizona State University e Dorothy Shippen della Texas A & M University, si è riusciti a svelare la struttura dettagliata e la funzione del componente RNA dell’enzima telomerasi delle piante terrestri.
L’enzima telomerasi che esiste in quasi tutti gli organismi pluricellulari, compreso l’uomo, ricopre un ruolo fondamentale nei processi di invecchiamento e del cancro. Infatti, i cromosomi sono protetti dai telomeri (piccole porzioni di DNA che si trovano alla fine dei cromosomi) e dal telomerasi.
In questa nuova scoperta si è compreso che i componenti dell’RNA del telomerasi delle piante terrestri (incluso il Pinus longaeva), mostrano una similitudine con le telomerasi umane. Nelle piante come l’albero di “Matusalemme“, si è trovato il possibile anello mancante nell’evoluzione, che collega gli organismi unicellulari e l’uomo.
Infatti la struttura e la funzione dell’RNA delle piante ha qualcosa in comune sia con gli unicellulari che con l’essere umano.
Le cellule umane hanno una vita limitata e non possono replicarsi per sempre.
Nel 2009 i genetisti Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider e Jack W. Szostak vinsero il premio Nobel per la scoperta del telomerasi, che isolarono per la prima volta in un organsimo unicellulare. Si scoprì in seguito che quest’enzima è presente in tutti gli organismi multicellulari e nell’uomo e che regola la replicazione delle cellule.
Ma qual’è il meccanismo alla base dell’invecchiamento? Ogni qualvolta una cellula si divide, la parte di DNA telomerico si restringe fino ad arrivare a non poter più fissare le estremità del cromosoma. La riduzione progressiva della lunghezza dei telomeri è associata al processo di invecchiamento e contribuisce all’insorgenza di malattie e decadimento del corpo.
Il restringimento dei telomeri incide negativamente sulla capacità replicativa delle cellule staminali umane, quelle cellule imputate della riparazione dei tessuti danneggiati. Con l’avanzamento dell’età le cellule staminali diminuiscono a causa dell’accorciamento dei telomeri, causando un rallentamento nei tempi di guarigione e nel rinnovamento cellulare, con conseguente degrado degli organi.
L’accorciamento dei telomeri è come un “orologio biologico” che determina la fine della crescita di una cellula, ma è proprio il telomerasi ad intervenire con la sua funzione di protezione delle estremità dei cromosomi (i telomeri). Difatti, l’enzima telomerasi ha la capacità di produrre ed aggiungere repliche di DNA sull’estremità del cromosoma, usando come “modello” il suo RNA e contrastando in questo modo l’invecchiamento della cellula, che grazie a questo enzima mantiene più a lungo integro il cromosoma.
Nel dettaglio il telomerasi allunga i telomeri sintetizzando a ripetizione la sequenza di sei nucleotidi “GGTTAG” sulle estremità cromosomiche.
Nel telomerasi c’è dunque la chiave per ritardare o invertire il processo di invecchiamento cellulare ed in futuro si potrà intervenire per contrastare l’invecchiamento e le malattie.
Come commenta Chen: “Capire come si regola e limita la telomerasi potra’ aiutare a invertire l’accorciamento dei telomeri e l’invecchiamento cellulare, sviluppando terapie anti-cancro e anti-invecchiamento”.
Altro ruolo fondamentale nel processo di invecchiamento è giocato dai radicali liberi, alla base delle mutazioni del DNA.
Come spiegato dal professor Ettore Bergamini, ex-direttore del Centro di ricerca interdipartimentale sull’invecchiamento dell’Università di Pisa, si invecchia perché si respira ossigeno.
L’ossigeno è una molecola reattiva che produce “radicali liberi” i quali nascono dallo stress ossidativo, cioè quando una molecola di ossigeno si divide in singoli atomi con gli elettroni spaiati.
Nonostante il corpo umano riesca a contrastare efficacemente gli effetti dei radicali liberi, negli anni si accumulano i danni causati da queste “sostanze di scarto”. E’ così che dai 30 anni in poi si avvia il processo di invecchiamento.
Da alcune stime si calcola che ogni giorno i radicali liberi sono in grado di generare fino a 10.000 danni nel DNA di ogni singola cellula. Questi danni vengono tutti normalmente riparati, ma in media ne può sfuggire uno al giorno. Negli anni le mutazioni e gli errori del DNA si accumulano fino a rendere il corpo senescente e predisposto a diverse malattie.
