Longevità: scoperta nuova proteina coinvolta nel processo

(Philadelphia) I ricercatori del Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare presso la Thomas Jefferson University (USA) hanno trovato che il livello di una singola proteina nel verme C. elegans determina la longevità di questo piccolo nematode libero (non parassita). Un verme nato senza questa proteina, chiamata arrestin, è vissuto circa un terzo più lungo del normale, mentre il verme che aveva una mutazione per cui produceva tre volte la normale quantità di arrestin è vissuto un terzo di meno.

La ricerca ha inoltre dimostrato che arrestin interagisce con diverse altre proteine all’interno delle cellule per regolare la longevità. La versione umana di una di queste proteine è PTEN, un soppressore noto del tumore. Lo studio è stato pubblicato nell’edizione online del Journal of Biological Chemistry.

Poiché la maggior parte delle proteine nei vermi hanno controparti umane, questi risultati possono avere rilevanza per la biologia umana e la comprensione dello sviluppo del cancro, ha detto Jeffrey L. Benovic, Ph.D., professore e presidente del dipartimento.

“I legami che abbiamo trovato nei vermi suggeriscoco che lo stesso tipo di interazioni si verificano nei mammiferi, anche se biologia umana è certamente più complicata. Abbiamo molto lavoro da fare per risolvere questi percorsi, ma questo è il nostro obiettivo”, ha detto il Dott. Benovic.

I ricercatori usano il verme come modello perché offre un sistema semplice per studiare la funzione di geni e proteine che sono pertinenti alla biologia umana. Il verme, per esempio, ha un gene arrestin, mentre gli esseri umani ne hanno quattro. I vermi hanno solo 302 neuroni rispetto ai 100 miliardi circa del cervello umano. Inoltre, la loro breve durata di vita di due-tre settimane permette di osservare in tempo utile di effetti sulla longevità.

Dr. Benovic e il primo autore dello studio, Aimee Palmitessa, Ph.D., un ricercatore  di post-dottorato, hanno studiato il modo in cui avviene il passaggio di segnali tramite i Recettori accoppiati a proteine G (leggi cosa sono su Wikipedia). Questi recettori si legano a tutti i tipi di ormoni, stimoli sensoriali (ad esempio luce, odori e sapori), neurotrasmettitori, ecc, che poi attivano una cascata di segnali all’interno della cellula. Essi regolano molti processi fisiologici e sono il bersaglio per circa la metà dei farmaci attualmente sul mercato.

“Quando si tratta di recettori, i vermi sono in realtà più complessi”, ha detto il Dott. Benovic. “Gli esseri umani hanno circa 800 tipi diversi di recettori, mentre i vermi ne hanno circa 1.800. Essi si basano su questi recettori di rispondere a stimoli sensoriali, nonché vari neurotrasmettitori e ormoni”.

Molecole di arrestin sono state inizialmente trovate per disattivare l’attivazione di  recettori all’interno delle cellule. “Il loro nome deriva dal fatto che arrestano l’attività dei recettori, in modo che il verme offre un buon modo per studiare come le soel proteine arrestin interagiscono con i recettori della proteina,” dice il Dott. Benovic. Due delle quattro arrestine che gli esseri umani hanno sono dedicate alla regolazione dei recettori che rispondono a stimoli visivi, mentre gli altri due regolano recettori per la maggior parte degli altri stimoli.

In questo studio, il Dott. Palmitessa ha eliminato il singolo gene arrestin nei vermi per vedere cosa sarebbe successo, e ha trovato, con sua sorpresa, che questi vermi vivevano significativamente più lungo. Ha anche scoperto che una sovraproduzione di arrestin accorciava la loro vita. “Un po’ meno arrestin è un bene  – almeno per i vermi,” ha detto il Dott. Benovic.

Questa non è la prima scoperta fatta per quanto riguarda la longevità nei vermi. I ricercatori hanno già scoperto che l’attività degli “insulin-like growth factor-1” (recettore IGF-1) possono influenzare la longevità nei vermi – una scoperta che è stata replicata nel moscerino della frutta, nei topi e negli esseri umani. Come arrestin, un po’ meno IGF-1 è bene, il dottor Benovic spiegato. Ulteriori ricerche hanno dimostrato che una restrizione calorica può anche ridurre l’attivazione del recettore l’IGF-1 e, viceversa, una iper-espressione del recettore IGF-1 si trova in alcuni tipi di cancro umano.

In questo studio, il Dott. Benovic e il Dr. Palmitessa hanno scavato un po’ di più e hanno scoperto che nei vermi, arrestin interagisce con altre due proteine che svolgono un ruolo critico nella capacità di regolare la longevità. Una di queste proteine è il soppressore tumorale PTEN, e mutazioni nel gene PTEN sono coinvolte in una serie di tipi di tumori.

Dr. Benovic ha detto che il collegamento tra i quattro tipi di arrestin umano e lo PTEN non è chiaro. “Non sappiamo a questo punto se le arrestine umane regolano funzioni del PTEN o se succede qualcosa a livello dell’arrestin durante lo sviluppo del cancro,” ha detto. “Crescenti livelli di arrestin disativano lo PTEN, promuovendo così il cancro, o una diminuzione a livello di arrestin consentono allo PTEN di essere più attivo?”

“Se si scopre che è vero il primo scenario – che la crescente quantità di arrestin spegne l’attività soppressiva dello PTEN, allora potrebbe essere possibile inibire selettivamente questo processo,” dice. “Abbiamo un lavoro interessante da fare”.