Le cellule non sono immortali: nel 1961 Leonard Hayflick, professore di anatomia all’Università di San Francisco e di microbiologia alla Stanford University, dimostrò che alcune cellule umane, i fibroblasti ricavati dal cordone ombelicale di neonati, fatte crescere in un terreno di cultura non potevano moltiplicarsi per più di cinquanta volte, poi riuscivano a sopravvivere ancora un anno e morivano. Ogni cellula può replicarsi un numero finito di volte chiamato limite di Hayflick.
Nel 1971 il ricercatore russo Alexey Olovnikov scoprì la causa di questo fenomeno: la parte terminale di ogni cromosoma, il telomero, è indispensabile perché la cellula si possa dividere, ma a ogni divisione una parte di telomero non è ricopiata, quindi le cellule figlie avranno un po’ di DNA in meno: quando essi sono troppo corti, la cellula smette di replicarsi e va incontro all’apoptosi. I ricercatori americani Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider e Jack W. Szostak hanno vinto il Nobel per la medicina e la fisiologia nel 2009 per scoperta di come i cromosomi sono protetti dai telomeri e del ruolo dell’enzima telomerasi.
Anche in assenza di divisione i telomeri si danneggiano nel tempo: il loro deterioramento costituisce una minaccia alla stabilità del DNA e la cellula reagisce attivando un allarme molecolare che ne blocca la proliferazione e ne induce la senescenza.
Una ricerca pubblicata nel 2012 dai ricercatori dell’Ifom di Milano coordinati da Fabrizio d’Adda di Fagagna – responsabile del programma ‘Risposta al danno al DNA e senescenza cellulare’e ricercatore presso l’Istituto di genetica molecolare del Consiglio nazionale delle ricerche (Igm-Cnr) di Pavia – identificava per la prima volta in una una classe di RNA non codificanti del tutto inedita, i DDRNA (DNA Damage Response RNA), il ruolo di guardiani del DNA: sarebbero loro a intervenire ogni volta che si rileva un danno al DNA per far scattare l’allarme e tutelare l’integrità del genoma.
I telomeri, quando sono corti o danneggiati, possono indurre la formazione di DDRNA e quindi provocare la senescenza della cellula. Come contrastrali?
D’Adda di Fagagna e il suo team in un nuovo studio pubblicato il 27 febbraio 2017 su Nature Communications hanno dimostrato che è possibile contrastare la funzione dei DDRNA telomerici per mezzo di molecole ‘antisenso’ , degli oligonucleotidi complementari ai DDRNA capaci di legarsi ai telomeri. Sperimentata sia in vitro in cellule umane e murine sia in vivo in modelli murini, la nuova molecola antisenso è stata prodotta dopo aver identificatia la sequenza dei DDRNA tramite una nuova tecnologia, il Target Enrichment, sviluppato appositamente dal team di Ifom in collaborazione con il Center for Life Science Technologies diretto dall’italiano Piero Carninci all’interno del Riken Institute a Yokohama in Giappone.
La scoperta dei ricercatori dell’Ifom getta le basi per intervenire sull’invecchiamento cellulare in alcune patologie telomeriche, come cirrosi epatica, fibrosi polmonare, diabete, osteoporosi e artrite o in malattie rare come la progeria.
Per saperne di più:
http://www.lescienze.it/topics/news/telomeri-1153910/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22426077
http://www.nature.com/articles/ncomms13980
https://www.ifom.eu/it/ricerca-cancro/ricerca-lab/ricerca-lab-daddadifagagna.php
https://www.ifom.eu/it/ricerca-cancro/ricerca-lab/ricerca-lab-daddadifagagna.php
http://www.igm.cnr.it/chi-siamo/