Combattere l’invecchiamento con l’accorciamento dei telomeri

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Uno studio apparso nel numero del 5 dicembre 2016 di Nature Structural & Molecular Biology, approfondisce la nostra comprensione della biologia delle cellule staminali e potrebbe aiutare a far progredire le terapie basate sulle cellule staminali, in particolare legate all’invecchiamento e alla medicina rigenerativa.

I telomeri sono strutture distintive che si trovano alle estremità dei cromosomi. Sono costituiti dalla stessa breve sequenza di DNA ripetuta più e più volte. Un telomero è una regione di sequenze nucleotidiche ripetitive a ciascuna estremità di un cromosoma, che protegge l’estremità del cromosoma dal deterioramento o dalla fusione con cromosomi vicini. La sequenza di nucleotidi nei telomeri è TTAGGG, con il filamento di DNA complementare che è AATCCC, con una sporgenza di TTAGGG a singolo filamento. Questa sequenza di TTAGGG si ripete circa 2.500 volte negli esseri umani. Negli esseri umani, la lunghezza media dei telomeri diminuisce da circa 11 kilobasi alla nascita a meno di quattro kilobasi in età avanzata, con un tasso medio di declino maggiore negli uomini che nelle donne.

I telomeri agiscono come i raccordi in plastica all’estremità dei lacci delle scarpe. In precedenza erano conosciuti solo per il loro ruolo nella funzione genica sana perché impediscono alle estremità di “sfilacciarsi”.

Sono tamponi usa e getta alle estremità dei cromosomi che vengono troncati durante la divisione cellulare; la loro presenza protegge invece i geni prima di loro sul cromosoma dall’essere troncati. I telomeri stessi sono protetti da un complesso di proteine ​​shelterin, oltre che dall’RNA codificato dal DNA telomerico (TERRA).

Due fattori principali contribuiscono all’accorciamento dei telomeri durante la divisione cellulare:

  • Il “problema di fine replicazione” durante la replicazione del DNA: rappresenta la perdita di circa 20 paia di basi/per divisione cellulare.
  • Stress ossidativo: rappresenta la perdita di 50-100 paia di basi per divisione cellulare. Si ritiene che la quantità di stress ossidativo nel corpo sia influenzata da fattori dello stile di vita come la dieta, il fumo e lo stress.

Quando il telomero diventa troppo corto, il cromosoma raggiunge una “lunghezza critica” e non può più essere replicato. Questa “lunghezza critica” fa sì che la cellula muoia con un processo chiamato apoptosi, noto anche come morte cellulare programmata.

Telomerase, è un enzima che aggiunge la sequenza telomerica TTAGGG alle estremità dei cromosomi. La telomerasi si trova solo in concentrazioni molto basse nelle nostre cellule somatiche. Poiché queste cellule non usano regolarmente la telomerasi, invecchiano portando a una riduzione della normale funzione.

La procedura: RNA modificato

La procedura, che prevede l’uso di un tipo modificato di RNA, migliorerà la capacità dei ricercatori di generare un gran numero di cellule per lo studio o lo sviluppo di farmaci, affermano gli scienziati. Le cellule della pelle con telomeri allungati dalla procedura sono state in grado di dividersi fino a 40 volte in più rispetto alle cellule non trattate. La ricerca potrebbe indicare nuovi modi per trattare le malattie causate da telomeri accorciati.

L’RNA modificato è progettato per ridurre la risposta immunitaria della cellula al trattamento e consentire al messaggio di codifica TERT di rimanere un po’ più a lungo di quanto farebbe un messaggio non modificato. Ma si dissipa e scompare entro circa 48 ore. Dopo quel tempo, i telomeri appena allungati iniziano ad accorciarsi progressivamente di nuovo ad ogni divisione cellulare.

Molto probabilmente lo stress ossidativo, la glicazione, l’accorciamento dei telomeri e l’età cronologica insieme a vari geni lavorano tutti insieme per causare l’invecchiamento.

Riferimenti:

http://med.stanford.edu/news/

http://learn.genetics.utah.edu/content/basi/telomeri/

Disclaimer
Il Contenuto non è destinato a sostituire la consulenza medica professionale, la diagnosi o il trattamento. Chiedi sempre il parere del tuo medico o di un altro operatore sanitario qualificato per qualsiasi domanda tu possa avere riguardo a una condizione medica.

Uno studio apparso nel numero del 5 dicembre 2016 di Nature Structural & Molecular Biology, approfondisce la nostra comprensione della biologia delle cellule staminali e potrebbe aiutare a far progredire le terapie basate sulle cellule staminali, in particolare legate all’invecchiamento e alla medicina rigenerativa.

I telomeri sono strutture distintive che si trovano alle estremità dei cromosomi. Sono costituiti dalla stessa breve sequenza di DNA ripetuta più e più volte. Un telomero è una regione di sequenze nucleotidiche ripetitive a ciascuna estremità di un cromosoma, che protegge l’estremità del cromosoma dal deterioramento o dalla fusione con cromosomi vicini. La sequenza di nucleotidi nei telomeri è TTAGGG, con il filamento di DNA complementare che è AATCCC, con una sporgenza di TTAGGG a singolo filamento. Questa sequenza di TTAGGG si ripete circa 2.500 volte negli esseri umani. Negli esseri umani, la lunghezza media dei telomeri diminuisce da circa 11 kilobasi alla nascita a meno di quattro kilobasi in età avanzata, con un tasso medio di declino maggiore negli uomini che nelle donne.

I telomeri agiscono come i raccordi in plastica all’estremità dei lacci delle scarpe. In precedenza erano conosciuti solo per il loro ruolo nella funzione genica sana perché impediscono alle estremità di “sfilacciarsi”.

Sono tamponi usa e getta alle estremità dei cromosomi che vengono troncati durante la divisione cellulare; la loro presenza protegge invece i geni prima di loro sul cromosoma dall’essere troncati. I telomeri stessi sono protetti da un complesso di proteine ​​shelterin, oltre che dall’RNA codificato dal DNA telomerico (TERRA).

Due fattori principali contribuiscono all’accorciamento dei telomeri durante la divisione cellulare:

  • Il “problema di fine replicazione” durante la replicazione del DNA: rappresenta la perdita di circa 20 paia di basi/per divisione cellulare.
  • Stress ossidativo: rappresenta la perdita di 50-100 paia di basi per divisione cellulare. Si ritiene che la quantità di stress ossidativo nel corpo sia influenzata da fattori dello stile di vita come la dieta, il fumo e lo stress.

Quando il telomero diventa troppo corto, il cromosoma raggiunge una “lunghezza critica” e non può più essere replicato. Questa “lunghezza critica” fa sì che la cellula muoia con un processo chiamato apoptosi, noto anche come morte cellulare programmata.

Telomerase, è un enzima che aggiunge la sequenza telomerica TTAGGG alle estremità dei cromosomi. La telomerasi si trova solo in concentrazioni molto basse nelle nostre cellule somatiche. Poiché queste cellule non usano regolarmente la telomerasi, invecchiano portando a una riduzione della normale funzione.

La procedura: RNA modificato

La procedura, che prevede l’uso di un tipo modificato di RNA, migliorerà la capacità dei ricercatori di generare un gran numero di cellule per lo studio o lo sviluppo di farmaci, affermano gli scienziati. Le cellule della pelle con telomeri allungati dalla procedura sono state in grado di dividersi fino a 40 volte in più rispetto alle cellule non trattate. La ricerca potrebbe indicare nuovi modi per trattare le malattie causate da telomeri accorciati.

L’RNA modificato è progettato per ridurre la risposta immunitaria della cellula al trattamento e consentire al messaggio di codifica TERT di rimanere un po’ più a lungo di quanto farebbe un messaggio non modificato. Ma si dissipa e scompare entro circa 48 ore. Dopo quel tempo, i telomeri appena allungati iniziano ad accorciarsi progressivamente di nuovo ad ogni divisione cellulare.

Molto probabilmente lo stress ossidativo, la glicazione, l’accorciamento dei telomeri e l’età cronologica insieme a vari geni lavorano tutti insieme per causare l’invecchiamento.

Riferimenti:

http://med.stanford.edu/news/

http://learn.genetics.utah.edu/content/basi/telomeri/

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