Difesa delle proteine patogene

Invecchiamo perché le cellule del nostro corpo iniziano a funzionare in modo non corretto con il passare degli anni. Questa è la visione comune che gli scienziati hanno del processo di invecchiamento. Con l'avanzare dell'età, ad esempio, il sistema di controllo della qualità interno alla cellula, che normalmente elimina le proteine che sono diventate instabili e che di conseguenza hanno cambiato la loro struttura tridimensionale, viene meno. In alcune malattie, come il Parkinson e l'Alzheimer, tali proteine deformate si accumulano nelle cellule.

Per Yves Barral, professore di biochimica all'ETH di Zurigo, l'idea che il processo di invecchiamento sia una conseguenza di funzioni cellulari difettose e di malattie non è corretta. Questo punto di vista trascura il fatto che i cosiddetti accumuli di proteine prioniche menzionati in precedenza hanno molto probabilmente anche aspetti positivi e non dovrebbero quindi essere descritti come un comportamento sbagliato delle cellule, afferma Barral.

Le cellule vecchie resistono meglio allo stress

La sua ricerca sulle cellule di lievito gli fornisce degli indizi. Recentemente, Barral e i suoi colleghi hanno trovato un nuovo tipo di aggregato proteico in queste cellule che si sviluppa con l'invecchiamento delle cellule stesse. Come gli scienziati hanno potuto dimostrare, questi aggregati non sono il risultato di un difettoso controllo della qualità interna della cellula, anzi: nelle cellule di lievito con questi aggregati, il controllo della qualità funziona effettivamente meglio. "Sembra che questi aggregati aiutino le cellule di lievito a gestire i cambiamenti del metabolismo legati all'età", spiega Juha Saarikangas, postdoc nel gruppo di Barral e primo autore dell'ultimo studio pubblicato sulla rivista eLife. "Ora stiamo studiando esattamente che tipo di informazioni sono immagazzinate in queste strutture cellulari".

Gli scienziati ipotizzano che questi aggregati dipendenti dall'età siano formati da diverse proteine. I ricercatori hanno già identificato una proteina simile al prione come componente degli aggregati. Quali altre proteine siano coinvolte e perché gli aggregati rimangano nella cellula madre durante la divisione cellulare è oggetto di ulteriori ricerche.

Gli aggregati migliorano la memoria

Alcuni anni fa, gli scienziati hanno iniziato a sospettare che anche le proteine aggreganti nelle cellule possano svolgere un ruolo positivo. Già nel 2013, Barral e il suo gruppo di ricerca hanno dimostrato che anche le cellule di lievito immagazzinano le esperienze legate a un tentativo fallito di riproduzione sessuale sotto forma di proteine aggregate (vedi Notizie dell'ETH dal 05.12.2013). Questi aggregati - che non sono identici agli accumuli trovati ora in funzione dell'età - fungono quindi da memoria molecolare per le cellule di lievito. Esiste inoltre una correlazione positiva tra gli aggregati prionici e le prestazioni della memoria nei topi. Alcuni mesi fa, scienziati americani hanno dimostrato che i topi con tali accumuli nelle cellule nervose hanno una memoria a lungo termine più stabile.

"Una brutta fine per una cosa buona"

Se questi accumuli di proteine legati all'età siano principalmente un comportamento sbagliato o una normale funzione delle cellule sane è una questione di scienze naturali per Barral, in cui gioca un ruolo anche la visione del mondo: "La nostra società occidentale percepisce l'invecchiamento come qualcosa di prevalentemente negativo, come una malattia che deve essere combattuta", afferma. "Questo pensiero si riflette anche nel lavoro di molti scienziati che cercano difetti nelle cellule durante la ricerca sull'invecchiamento", afferma. Altre società, invece, sottolineano gli effetti positivi dell'invecchiamento, come l'aumento dell'esperienza e della conoscenza, una visione più in linea con il ruolo degli aggregati come immagazzinamento di informazioni o memoria per le cellule che è stato ora scoperto.

"Non siamo ancora un gruppo molto ampio di scienziati che affermano che le proteine che si aggregano non sono patologiche - nessun incidente e nessun danno", afferma Barral. Piuttosto, queste proteine si aggregano perché è la loro funzione normale. Malattie come il Parkinson e l'Alzheimer insorgono solo quando il sistema va in tilt e troppe proteine simili ai prioni si accumulano nel posto sbagliato delle cellule. Barral: "L'invecchiamento ha due aspetti. Sì, alla fine del processo si muore, questo è negativo. Ma si muore con saggezza. E l'Alzheimer è forse la brutta fine di una cosa intrinsecamente buona".