La dinamica della mitofagia subisce variazioni in base all’età, soprattutto durante la mezza età, influenzando la salute del cervello e il processo di invecchiamento. Queste scoperte forniscono spunti fondamentali per lo sviluppo di terapie mirate alle malattie neurodegenerative.
I mitocondri, comunemente definiti come le centrali elettriche delle cellule, svolgono un ruolo cruciale nel mantenimento della salute cellulare. Quando danneggiati, vengono eliminati attraverso un processo di riciclaggio chiamato mitofagia, essenziale per il corretto funzionamento delle cellule a lunga durata di vita, soprattutto nel cervello.
Una mitofagia compromessa è strettamente associata a disturbi neurodegenerativi come l’Alzheimer e il morbo di Parkinson, evidenziando l’importanza di questo processo come obiettivo per la ricerca di nuovi farmaci e terapie innovative.
Nuove ricerche condotte presso il laboratorio McWilliams dell’Università di Helsinki, guidate dalla ricercatrice dottoranda Anna Rappe, MSc, hanno rivelato un panorama mutevole e inaspettato della mitofagia in diversi tipi di cellule cerebrali durante il processo di invecchiamento.
Ad esempio, i livelli di mitofagia sono aumentati in una regione cerebrale specializzata nei topi responsabile del movimento man mano che gli animali invecchiavano. Al contrario, nelle cellule cerebrali legate alla memoria, la mitofagia è prima aumentata e poi drasticamente diminuita in età avanzata.
Queste scoperte identificano la mezza età come un momento cruciale per un invecchiamento cerebrale sano, offrendo nuove prospettive sui meccanismi molecolari che supportano la funzione cerebrale nei mammiferi.
Un’altra scoperta chiave dello studio è che alcuni lisosomi, le strutture responsabili della rottura dei rifiuti cellulari, perdono acidità con l’invecchiamento del cervello. Questa osservazione riflette i cambiamenti osservati nei modelli di malattia di Alzheimer, suggerendo che i processi osservati nell’invecchiamento normale potrebbero essere amplificati nello sviluppo di condizioni neurodegenerative.
I risultati sfidano le precedenti ipotesi che la mitofagia diminuisca semplicemente con l’età in tutte le specie, dimostrando che in mammiferi a vita più lunga questo processo di riciclaggio è molto più dinamico e complesso.
Studi precedenti, spesso basati su modelli a breve vita come lieviti e vermi, suggerivano una diminuzione dei livelli di mitofagia nel corso della vita, considerandola un tratto distintivo dell’invecchiamento. Tuttavia, lo studio di questo processo nell’invecchiamento del cervello dei mammiferi è stato difficile a causa della complessità del tessuto cerebrale e dei limiti dei metodi di ricerca tradizionali.
Solo di recente sono diventati disponibili strumenti avanzati nella genetica dei topi, nell’optobiologia, nelle neuroscienze e nell’imaging per tracciare la mitofagia in diversi tessuti e organi nei mammiferi.
Il laboratorio McWilliams ha utilizzato questi strumenti all’avanguardia per monitorare nel tempo la mitofagia in diversi tipi di cellule cerebrali, sottolineando l’importanza di nuove prospettive nello studio dell’invecchiamento cerebrale nei mammiferi a vita più lunga, con la mezza età che emerge come un periodo critico per preservare la funzione cerebrale.
Il professore associato Thomas McWilliams, supervisore dello studio, ha commentato: “Non c’è dubbio che la mitofagia diminuisca nelle specie a vita più breve. Tuttavia, i tessuti dei mammiferi a vita più lunga si sono evoluti in modo diverso per affrontare sfide specifiche. La nostra ricerca rivela che la mitofagia è altamente dinamica nell’invecchiamento del cervello del topo, suggerendo che la mezza età sia un periodo cruciale per la salute cerebrale dei mammiferi.”
Ha inoltre sottolineato che nonostante i progressi compiuti nella comprensione delle malattie neurodegenerative, l’alto tasso di fallimento delle terapie attuali sottolinea la necessità di nuovi approcci. “Siamo entusiasti di queste nuove scoperte che ridefiniscono la nostra comprensione dell’invecchiamento cerebrale. In collaborazione con i nostri partner clinici, ci impegniamo a far progredire questa ricerca verso applicazioni più orientate all’uomo.”
Il lavoro di ricerca è stato accolto positivamente a livello internazionale, con Anna Rappe che ha ricevuto premi in vari convegni scientifici. Inoltre, il laboratorio McWilliams ha ricevuto finanziamenti significativi per condurre ulteriori ricerche innovative sui meccanismi di autofagia specifici per l’uomo.
Riferimento: Profilazione longitudinale dell’autofagia nel cervello dei mammiferi rivela una mitofagia sostenuta durante l’invecchiamento sano di Anna Rappe, Helena A Vihinen, Fumi Suomi, Antti J Hassinen, Homa Ehsan, Eija S Jokitalo e Thomas G Mc Williams, 4 ottobre 2024, The EMBO Journal. DOI: 10.1038/s44318-024-00241-y
