Come ringiovanire la pelle di 30 anni

La ricerca persegue da decenni un obiettivo molto ambizioso: trovare un modo per ringiovanire gli organi e la pelle che con l’avanzare dell’età si invecchiano e non volgono più le proprir funzioni correttamente. Ad offrire strumenti utili in tal senso è la medicina rigenerativa, una nuova branca della medicina che, avvalendosi del contributo di più discipline quali la biologia, la chimica, la medicina, l'informatica e l’ingegneria, ripara, rigenera o sostituisce tessuti o organi danneggiati da malattie, da traumi o dall'invecchiamento. Ad offrire un importante contribuito alla medicina rigenerativa fu nel 2006 il premio Nobel Shinya Yamanaka che mise a punto per la prima volta una tecnica di riprogrammazione cellulare capace di trasformare cellule mature e differenziate in 'cellule staminali pluripotenti indotte', cioè di trasformare le cellule normali, che hanno una funzione specifica, in cellule staminali che hanno la speciale capacità di svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula. L'intero processo di riprogrammazione richiede circa 50 giorni e utilizza quattro molecole chiave chiamate "fattori Yamanaka”. In teoria, queste cellule staminali hanno il potenziale per diventare qualsiasi tipo di cellula, ma gli scienziati oggi non sono ancora in grado di ricreare in modo affidabile le condizioni per ri-differenziare le cellule staminali in tutti i tipi di cellule.

Tra le ultime ricerche in questo campo c’è quella condotta dai ricercatori inglesi del Babraham Institute presso l'Università di Cambridge sulle cellule dell’epidermide, che hanno sviluppato un nuovo metodo capace di riprogrammare le cellule della pelle rendendole biologicamente più giovani di 30 anni senza fargli perdere la loro funzione specializzata. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista eLife.

La ‘nuova’ tecnica di rigenerazione cellulare

Per ringiovanire le cellule della pelle (i fibroblasti), i ricercatori hanno utilizzato la tecnica di riprogrammazione cellulare sviluppata da Yamanaka ma 'rivisitata' e corretta, cioè ultilizzando lo stesso cocktail di proteine ringiovanenti, note come ‘fattori di Yamanaka’ (Oct4, Sox2, Klf4 e cMyc), ma somministrandolo alle cellule per soli 13 giorni invece dei canonici 50. In questo modo le cellule sono state solo parzialmente riprogrammate, quindi, hanno perso tutti i segni causati dall'età e, solo temporaneamente, anche la loro identità. Il nuovo metodo - chiamato "riprogrammazione transitoria della fase di maturazione” - supera, così, il problema della cancellazione totale dell'identità cellulare interrompendo la riprogrammazione in parte del processo. Ciò ha permesso ai ricercatori di trovare il preciso equilibrio tra la riprogrammazione delle cellule, rendendole biologicamente più giovani, pur essendo in grado di riguadagnare la loro funzione cellulare specializzata.

In un secondo momento, poi, le cellule parzialmente riprogrammate sono state coltivate in condizioni normali riacquisendo, in questo modo, la loro identità di cellule della pelle (con un meccanismo che però è ancora tutto da scoprire) e la loro capacità di produrre collagene proprio come fanno le cellule più giovani.

I fibroblasti e la guarigione delle ferite

Il compito dei fibroblasti (le cellule della pelle) è quello di produrre collagene, una molecola che si trova nelle ossa, nei tendini della pelle e nei legamenti, e aiuta a fornire struttura ai tessuti e a guarire le ferite. Grazie alla nuova tecnica di rigenerazione cellulare sviluppata dai ricercatori, le cellule della pelle non solo sono ringiovanite, ma sono tornate anche a funzionare come le più giovani. I fibroblasti ringiovaniti hanno, infatti, prodotto più proteine di collagene rispetto alle cellule di controllo che non hanno subìto il processo di riprogrammazione. 

Non solo, i ricercatori, simulando una ferita, hanno anche scoperto che i fibroblasti ringiovaniti migravano verso il taglio più velocemente di quelli non trattati, cioè delle cellule vecchie. "Questo - hanno dichiarato i ricercatori - è un segnale promettente per la medicina rigenerativa, almeno per quanto riguarda la guarigione delle ferite cutanee senza lasciare cicatrici”.

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Le cellule della pelle più giovani di 30 anni

Per capire se le cellule erano ringiovanite, i ricercatori hanno cercato cambiamenti nei segni distintivi dell'invecchiamento. In particolare, hanno utilizzato una varietà di misure tra cui l'orologio epigenetico (ci informa su quanto velocemente invecchiamo) e il trascrittoma (indica l'espressione dei geni negli RNA messaggeri di un particolare organo, tessuto o cellula a un dato stadio dello sviluppo dell’organismo), e scoperto che le cellule riprogrammate corrispondevano al profilo delle cellule che erano 30 anni più giovani.

"La nostra comprensione dell'invecchiamento a livello molecolare - ha spiegato la dott.ssa Diljeet Gill, post-dottorato nel laboratorio di Wolf Reik presso il Babraham Institute - è progredita nell'ultimo decennio, dando origine a tecniche che consentono ai ricercatori di misurare cambiamenti biologici legati all'età nelle cellule umane. Siamo stati in grado di applicare questo al nostro esperimento per determinare l'entità della riprogrammazione raggiunta dal nostro nuovo metodo".

Nuove prospettive terapeutiche

I ricercatori hanno osservato che il loro metodo di rigenerazione cellulare ha avuto effetti di ringiovanimento anche su altri geni legati a malattie e sintomi legati all’età, in particolare al gene APBA2, associato al morbo di Alzheimer, e al gene MAF, con un ruolo nello sviluppo della cataratta. Questo potrebbe aprire la strada a nuovi trattamenti terapeutici, anche se per ora il meccanismo alla base della riuscita riprogrammazione transitoria non è ancora completamente compreso. A tal proposito, i ricercatori ipotizzando che le aree chiave del genoma coinvolte nella formazione dell'identità cellulare potrebbero sfuggire al processo di riprogrammazione.

"I nostri risultati - ha concluso Diljeet - rappresentano un grande passo avanti nella nostra comprensione della riprogrammazione cellulare. Abbiamo dimostrato che le cellule possono essere ringiovanite senza perdere la loro funzione e che il ringiovanimento cerca di ripristinare alcune funzioni delle cellule vecchie. Il fatto che abbiamo anche visto un rovescio della medaglia degli indicatori di invecchiamento nei geni associati a malattie è particolarmente promettente per il futuro di questo lavoro”.