Gli scienziati David Meyer e il professor Dr. Björn Schumacher del CECAD, il Cluster of Excellence Cellular Stress Responses in Aging-Associated Diseases dell’Università di Colonia, hanno ora scoperto che gli orologi dell’invecchiamento misurano effettivamente l’aumento dei cambiamenti stocastici nelle cellule. Lo studio "Orologi dell'invecchiamento basati sull'accumulo di variazioni stocastiche" è stato pubblicato su Nature Aging .

"L'invecchiamento si innesca quando gli elementi costitutivi delle nostre cellule vengono danneggiati. Il luogo in cui si verifica questo danno è per la maggior parte casuale. Il nostro lavoro combina la precisione degli orologi che invecchiano con l'accumulo di cambiamenti interamente stocastici nelle nostre cellule", ha affermato il professor Schumacher.

Meno controlli, più rumore

Con l’aumentare dell’età, il controllo dei processi che avvengono nelle nostre cellule diventa meno efficace, con conseguenti risultati più stocastici. Ciò è particolarmente evidente nell'accumulo di cambiamenti stocastici nella metilazione del DNA. La metilazione si riferisce ai cambiamenti chimici che influenzano il DNA, gli elementi costitutivi del genoma. Questi processi di metilazione sono strettamente regolati all’interno del corpo. Tuttavia, nel corso della vita, si verificano cambiamenti casuali nei modelli di metilazione. L'accumulo di variazioni è un indicatore estremamente accurato dell'età di una persona.

La perdita di controllo sulle cellule e l'aumento della variazione stocastica non si limitano alla metilazione del DNA. Meyer e Schumacher dimostrano anche che l'aumento delle variazioni stocastiche nell'attività genetica può essere utilizzato come orologio dell'invecchiamento.

"In linea di principio sarebbe possibile spingersi oltre, permettendo alle variazioni stocastiche in qualsiasi processo della cellula di prevedere l'età", ha detto Schumacher. Secondo gli autori, è soprattutto fondamentale accertare se tali orologi dell'invecchiamento possano mostrare il successo di interventi che rallentano il processo di invecchiamento o di fattori dannosi che accelerano l'invecchiamento.

Utilizzando i dati disponibili, gli scienziati hanno dimostrato che il fumo aumenta i cambiamenti casuali negli esseri umani e che gli interventi "anti-invecchiamento" come un minore apporto calorico nei topi riducono la variazione nei modelli di metilazione. Hanno anche dimostrato che il rumore stocastico è addirittura reversibile mediante la riprogrammazione delle cellule del corpo in cellule staminali.

Gli scienziati hanno confrontato i fibroblasti umani della pelle che sono stati riprogrammati in cellule staminali e che, come risultato della riprogrammazione, si stanno ringiovanendo. L'elevata variazione indicativa dell'età delle cellule del corpo è stata infatti invertita rispetto al basso rumore stocastico delle cellule staminali giovani.

Meyer e Schumacher sperano che le loro scoperte sulla perdita di regolazione e sull'accumulo di variazioni stocastiche portino a nuovi interventi in grado di affrontare la causa principale dell'invecchiamento e persino di portare al ringiovanimento cellulare. Un obiettivo per tali interventi potrebbe essere la riparazione dei cambiamenti stocastici nel DNA o il miglioramento del controllo dell'espressione genetica.