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Immagine Stilizzata Del DNA

 

Le cellule del corpo o quelle coltivate in laboratorio, alla fine, smettono di replicarsi. Questo fenomeno si chiama "senescenza" ed è innescato dall'accorciamento dei telomeri del genoma, dallo stress ossidativo o da problemi genetici delle cellule. Questo può avvenire sia in maniera acuta, sia semplicemente a causa di una crescita cellulare "vecchia", cioè in seguito all'invecchiamento.

La comprensione delle cause e dell'impatto della senescenza può darci profonde conoscenze sullo sviluppo del cancro e dell'invecchiamento. Gli scienziati dell'EPFL hanno ora scoperto che un meccanismo di rilevamento del DNA del sistema immunitario innato, indispensabile per la difesa immediata dagli agenti patogeni, controlla anche la senescenza cellulare. Il lavoro è stato pubblicato su Nature Cell Biology e mette in evidenza nuove strategie anti-tumorali e forse anti-invecchiamento.

Quando le cellule si muovono, esse subiscono profondi cambiamenti, inclusa la secrezione di diverse proteine che mediano l'infiammazione (citochine, chemocine, proteine della matrice extracellulare, fattori di crescita). La produzione di questo "fenotipo di secrezione associato a senescenza" controlla un certo numero di processi biologici quali la guarigione delle ferite e la riparazione dei tessuti, ma anche la formazione di tumori e alcuni disturbi legati all'età. Ma anche se sappiamo come la senescenza aumenta l'attività dei geni per queste proteine, sappiamo molto poco su come inizia l'intero processo.

Il laboratorio del Dott. Andrea Ablasser presso l'EPFL ha scoperto che le cellule in stato di senescenza usano un meccanismo del sistema immunitario innato per regolare la secrezione delle molecole che mediano l'infiammazione. Il sistema immunitario innato include cellule a rapido funzionamento, ma non specializzate (macrofagi, neutrofili, cellule mastiche, etc.) Queste cellule rappresentano la prima linea di difesa contro i milioni di potenziali agenti patogeni a cui gli esseri umani sono costantemente esposti.

Le cellule immunitarie innate usano una serie di recettori di riconoscimento del pattern per sensibilizzare e identificare parti estranee di un patogeno invadente, come il DNA di un virus. Il rilevamento del DNA si realizza attraverso un sistema a due recettori che comprende un enzima chiamato cGAS e una molecola adattatrice denominata STING. Una volta attivato, il percorso biochimico cGAS-STING innesca la produzione di proteine infiammatorie che aiutano a combattere l'agente patogeno.

Inaspettatamente, i ricercatori hanno ora trovato che le cellule senescenti del corpo usano il percorso cGAS-STING per regolare e facilitare la loro secrezione di mediatori infiammatori. Ma nel contesto delle cellule senescenti, è il DNA proprio della cellula che attiva il cGAS a causare difetti nell'integrità dell'involucro nucleare. Esaminando la rilevanza di questo meccanismo fondamentale, lo studio ha scoperto che la secrezione di citochine controllata dal cGAS sembra svolgere un ruolo in diversi contesti di senescenza, come lo stress ossidativo, il segnale oncogeno e l'irradiazione da onde elettromagnetiche (ad esempio luce ultravioletta o raggi X). Gli scienziati hanno anche osservato che almeno l'irradiazione e l'attivazione oncogena esercitano queste azioni anche tramite cGAS-STING in vivo.

Lo studio dimostra che il DNA, attraverso il percorso cGAS-STING, è un importante regolatore della senescenza e del rilascio di mediatori infiammatori, e che potrebbe anche servire come sistema di sorveglianza che protegge l'organismo dalle cellule neoplastiche. Questo apre nuove intuizioni per quanto riguarda la nostra comprensione dello sviluppo del cancro. Inoltre, poiché la risposta infiammatoria delle cellule senescenti promuove l'invecchiamento, il percorso di cGAS-STING potrebbe servire come nuovo obiettivo farmacologico per affrontare le malattie legate all'età.

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