Nella continua ricerca dell’umanità per l’elisir di lunga vita, la scienza continua a indicare le cellule staminali. La ricerca mostra sempre più che il mantenimento della forma fisica delle cellule staminali promuove una lunga durata della salute e nuove scoperte mostrano che mantenere le cellule staminali pulite e ordinate è un passo fondamentale.
In uno studio pubblicato il 21 marzo 2023 in Cellula staminale cellulare, i ricercatori della University of California San Diego School of Medicine hanno scoperto che le cellule staminali del sangue usano un metodo inaspettato per sbarazzarsi delle loro proteine mal ripiegate e che l’attività di questo percorso si degrada con l’età. Gli autori affermano che il potenziamento di questo sistema specializzato di smaltimento dei rifiuti potrebbe aiutare a proteggere dalle malattie legate all’età.
Lo studio si è concentrato sulle cellule staminali ematopoietiche (HSC), le cellule del nostro midollo osseo che producono nuovo sangue e cellule immunitarie per tutta la vita. Quando la loro funzione è indebolita o persa, ciò può portare a disturbi del sangue e del sistema immunitario, come anemia, coagulazione del sangue e cancro.
“Le cellule staminali ci sono dentro per il lungo raggio”, ha detto l’autore senior dello studio Robert Signer, PhD, professore associato presso la UC San Diego School of Medicine. “Il loro bisogno di longevità richiede che siano cablati in modo diverso rispetto a tutte le cellule a vita breve del corpo”.
Una chiave per mantenere felici le cellule staminali è mantenere l’omeostasi delle proteine. Il lavoro precedente ha dimostrato che le cellule staminali, comprese le HSC, sintetizzano le proteine molto più lentamente rispetto ad altri tipi di cellule, dando priorità alla qualità rispetto alla quantità. Questo li aiuta a fare meno errori nel processo, poiché le proteine mal ripiegate possono diventare tossiche per le cellule se lasciate accumulare.
Tuttavia, alcuni errori o danni alle proteine sono inevitabili, quindi i ricercatori hanno deciso di capire in che modo le cellule staminali assicurano che queste proteine vengano scartate correttamente.
Nella maggior parte delle cellule, le proteine danneggiate o mal ripiegate vengono contrassegnate individualmente per lo smaltimento. Un distruttore proteico mobile chiamato proteasoma trova quindi le proteine marcate e le scompone nei loro componenti amminoacidici originali. Ma nel nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che l’attività del proteasoma era particolarmente bassa nelle HSC. Ciò ha lasciato il team perplesso: se eliminare le proteine danneggiate è così importante per le cellule staminali, perché il proteasoma è meno attivo?
Attraverso una serie di esperimenti successivi, il team ha scoperto che gli HSC utilizzano un sistema completamente diverso. Qui, le proteine danneggiate e mal ripiegate vengono raccolte e trasferite in gruppi chiamati aggressomi. Una volta rinchiusi in un unico luogo, possono essere distrutti collettivamente dal lisosoma (un organello cellulare contenente enzimi digestivi) in un processo chiamato aggrefagia.
“Ciò che è molto insolito qui è che si pensava che questo percorso fosse attivato solo come risposta allo stress estremo, ma in realtà è il normale percorso fisiologico utilizzato dalle cellule staminali”, ha affermato Signer. “Questo sottolinea quanto sia fondamentale per le cellule staminali prevenire lo stress in modo che possano preservare la loro salute e longevità”.
Allora perché questo sistema diverso? Uno dei principali vantaggi del metodo del proteasoma è che scompone immediatamente le proteine, producendo amminoacidi che la cellula può riutilizzare per costruire nuove proteine. Ma le cellule staminali sono meno interessate a costruire nuove proteine. Pertanto, gli autori suggeriscono che conservando una raccolta di proteine danneggiate in un posto, le cellule staminali potrebbero creare la propria riserva di risorse che possono essere utilizzate in un secondo momento quando sono effettivamente necessarie, ad esempio dopo un infortunio o quando è il momento rigenerarsi.
“Il corpo non può davvero rischiare di perdere le sue cellule staminali, quindi avere questa scorta di materie prime le rende più protette dai giorni di pioggia”, ha detto Signer. “Le cellule staminali sono maratoneti, ma devono anche essere velocisti di livello mondiale quando le circostanze lo richiedono”.
Quando i ricercatori hanno disabilitato geneticamente il percorso dell’aggrefagia, le cellule staminali hanno iniziato ad accumulare proteine aggregate, che ne hanno compromesso la forma fisica, la longevità e l’attività rigenerativa.
Il team ha poi scoperto che mentre quasi tutte le giovani cellule staminali avevano degli aggressori, a un certo punto dell’invecchiamento erano quasi completamente scomparse. Gli autori suggeriscono che l’incapacità delle cellule staminali di distruggere in modo efficiente le proteine mal ripiegate durante l’invecchiamento è probabilmente un fattore chiave che contribuisce al loro declino funzionale e ai conseguenti disturbi legati all’età.
“La nostra speranza è che se riusciamo a migliorare la capacità delle cellule staminali di mantenere il percorso dell’aggrefagia, conserveremo una migliore forma fisica delle cellule staminali durante l’invecchiamento e mitigheremo i disturbi del sangue e del sistema immunitario”, ha affermato Signer.
Gli autori sospettano che altri tipi di cellule staminali e cellule a vita lunga come i neuroni abbiano un requisito simile per una rigida regolazione dell’omeostasi proteica, suggerendo che le terapie per potenziare questo percorso possono essere utili in più organi e patologie.
I coautori di questo studio includono: Bernadette A. Chua, Connor J. Lennan, Mary Jean Sunshine, Daniela Dreifke ed Eric J. Bennett dell’UC San Diego e Ashu Chawla del La Jolla Institute for Immunology.
Il presente articolo è basato sui contenuti di Sciencedaily.com
