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Riparazione del DNA: identificato il meccanismo di invecchiamento nei topi

Riparazione del DNA: identificato il meccanismo di invecchiamento nei topi
Tempo di lettura: 3 minuti

La riparazione del DNA è essenziale per la vitalità e la sopravvivenza cellulare e la prevenzione del cancro, ma la capacità delle cellule di riparare il DNA danneggiato diminuisce con l’età per ragioni finora non completamente conosciute.

Ora, la ricerca condotta dalla Harvard Medical School identifica un meccanismo cellulare che permette di invertire l’invecchiamento nel DNA dei topi e a proteggerli da danni futuri.

I risultati, pubblicati sulla rivista Science , offrono una visione critica su come e perché la capacità del corpo di riparare il DNA diminuisca nel tempo e punta ad un ruolo finora  sconosciuto per la molecola di segnalazione NAD come un regolatore chiave delle interazioni proteiche per la riparazione del DNA.

La ricerca

Gli scienziati hanno infatti dimostrato che, dando un particolare composto ai topi più anziani, si può attivare il processo di riparazione del DNA e non solo per la protezione contro danni futuri, ma anche riparare gli effetti esistenti dell’invecchiamento.

Gli scienziati avvertono che gli effetti di molte sostanze terapeutiche sono spesso profondamente differenti nei topi e negli esseri umani a causa delle differenze critiche nella biologia. Tuttavia, se confermati in ulteriori studi sugli animali e negli esseri umani, i risultati potrebbero contribuire ad aprire la strada a terapie che prevengono danni del DNA associati all’invecchiamento e ai trattamenti di cancro che coinvolgono l’esposizione alle radiazioni e alcuni tipi di chemioterapia che possono causare notevoli danni al DNA nelle cellule sane.

La sperimentazione umana dovrebbe iniziare entro sei mesi, hanno detto i ricercatori.

“I nostri risultati mostrano un meccanismo chiave nella degenerazione cellulare e nell’invecchiamento, ma al di là di ciò si pongono anche verso un viale terapeutico per fermare e invertire il danno del DNA correlato all’età e causato dalla radiazione“, ha affermato David Sinclair, professore del Dipartimento di Genetica dell’HMS e professore presso l’Università del New South Wales School of Medicine di Sydney, in Australia ‘Università del New South Wales School of Medicine di Sydney, in Australia.

Il funzionamento

Alla nascita tutte le cellule hanno la capacità di riparare i danni al DNA, ma con l’avanzare dell’età, la capacità di correggere questi danni diminuisce. Ciò che i ricercatori hanno dimostrato in questo studio è che molti di questi danni possono essere ridotti ad un composto di riparazione del DNA chiamato PARP1. Quando c’è molto NAD in una cellula, PARP1 compie il suo lavoro e mantiene il nostro DNA sano. Ma quando il NAD  cade naturalmente con l’età, PARP1 comincia a declinare, e aumentano i danni come le mutazioni e la morte cellulare e la perdita della funzione dell’organo.

Sviluppato un farmaco: NMN

Per capire se potessero trarre vantaggio da questo meccanismo cellulare, Sinclair e il suo team hanno sviluppato un farmaco che contiene il precursore NAD, noto come NMN, o mononucleotide nicotinamide, che costituisce la metà di una molecola NAD.

Nell’esperimento i topi più vecchi avevano livelli inferiori di NAD nei loro fegati e livelli inferiori di PARP1.

Tuttavia, dopo aver ricevuto NMN per una settimana, i topi più vecchi hanno mostrato differenze notevoli sia nei livelli di NAD che nell’attività PARP1. L’NMN è stato dunque sufficiente per permettere la riparazione del DNA in azione e anche a invertire il danno esistente.

Gli scienziati hanno inoltre esposto i topi a radiazioni dannose al DNA. Le cellule degli animali trattate prima con NMN hanno mostrato minori livelli di danno del DNA.

Nel futuro

Considerati insieme, i risultati mettono in luce il meccanismo che indica la caduta cellulare causata dal danno del DNA. Inoltre suggeriscono che il ripristino dei livelli di NAD tramite il trattamento NMN dovrebbe essere esplorato ulteriormente come una possibile terapia per evitare gli effetti collaterali indesiderati delle radiazioni ambientali, nonché l’esposizione alle radiazioni da trattamenti contro il cancro.

Fonti:

Harvard Medical School.

Jun Li J. et all., A conserved NAD binding pocket that regulates protein-protein interactions during aging. Science, 2017.

http://www.sciencealert.com/scientists-have-successfully-reversed-dna-ageing-in-mice