In uno studio rivoluzionario pubblicato su Nature Communications, i ricercatori dell’Università della California, Los Angeles (UCLA), guidati dal Dr. David Walker, hanno identificato un fattore chiave dell’invecchiamento cerebrale collegato alla riduzione della durata di vita in salute: l’accumulo di F-actina, una forma filamentosa di actina, nei neuroni dei cervelli invecchiati. I risultati, basati su studi condotti su Drosophila melanogaster (il moscerino della frutta), dimostrano chiaramente che la gestione dei livelli di actina nelle cellule cerebrali può migliorare la funzione neuronale e rallentare gli effetti dell’invecchiamento. Questa ricerca apre nuove strade per lo studio della salute cerebrale legata all’età.
L’actina è fondamentale nelle cellule, determinandone forma, movimento e divisione. Questa proteina esiste in due forme: una monomerica (G-actina) e una filamentosa (F-actina), la quale si assembla in reti essenziali per la stabilità e la funzione cellulare. Tuttavia, come ha scoperto il team della UCLA, man mano che i moscerini Drosophila invecchiano, la F-actina si accumula eccessivamente nel cervello, e questo accumulo di filamenti sconvolge i processi cellulari. Il team ha rilevato che l’accumulo di F-actina è una caratteristica distintiva dell’invecchiamento cerebrale e del declino cognitivo. Quando la F-actina si accumula, i processi di autofagia del cervello, ossia i sistemi di smaltimento dei rifiuti cellulari, vengono compromessi, con conseguenti danni cellulari a catena.
Questa interruzione dell’autofagia, un meccanismo vitale per la rimozione delle proteine danneggiate e dei detriti cellulari, gioca un ruolo centrale in molte malattie neurodegenerative, come l’Alzheimer e il Parkinson. Il team del Dr. Walker ha scoperto che l’accumulo di F-actina nei Drosophila ostacola l’autofagia, causando un declino cognitivo e riducendo la durata della salute. Tuttavia, intervenendo in modo mirato sull’accumulo di F-actina, sono riusciti a invertire alcuni aspetti dell’invecchiamento cerebrale in questi moscerini, prolungandone la salute e migliorandone le funzioni cognitive.
Un Approccio Innovativo per Contrastare l’Invecchiamento Cerebrale
Il team della UCLA ha utilizzato vari metodi per esplorare come l’accumulo di actina influenzi il cervello che invecchia. I ricercatori hanno impiegato strumenti genetici per inibire la F-actina nei neuroni dei Drosophila e hanno osservato notevoli cambiamenti: la riduzione dell’accumulo di F-actina ha riportato l’autofagia a livelli giovanili e alleviato il declino cognitivo legato all’età. I loro risultati suggeriscono che l’accumulo di F-actina non è solo una conseguenza dell’invecchiamento, ma un fattore che ne accelera il processo.
Nei moscerini Drosophila anziani, l’accumulo di F-actina crea strutture simili a bastoncini o inclusioni nelle cellule cerebrali, che sono assenti nei cervelli più giovani. È interessante notare che queste inclusioni non sono esclusive del processo di invecchiamento naturale. Utilizzando interventi noti per prolungare la durata della vita, come la restrizione dietetica e il trattamento con rapamicina, i ricercatori hanno osservato una significativa riduzione dei livelli di F-actina anche nei cervelli anziani, dimostrando che queste inclusioni possono essere modulate e aprendo così la strada a interventi mirati.
Interventi Farmacologici e Genetici Producono Risultati Sorprendenti
Per valutare ulteriormente l’impatto dell’actina sull’invecchiamento, il team ha utilizzato due approcci: l’inibizione genetica di una proteina chiamata Fhos, che favorisce l’assemblaggio della F-actina, e trattamenti farmacologici con farmaci del citoscheletro, come la citocalasina D. In entrambi i casi, hanno osservato miglioramenti nella performance cognitiva e nella durata della salute. Questo risultato è significativo perché implica che sia gli interventi genetici sia quelli farmacologici potrebbero potenzialmente rallentare l’invecchiamento cerebrale interrompendo la formazione dei filamenti di actina.
Utilizzando la colorazione con falloidina, una tecnica per visualizzare l’actina, il team ha rilevato che il blocco di Fhos nei neuroni invecchiati impedisce la formazione di inclusioni di F-actina e migliora le capacità di memoria e apprendimento nelle mosche anziane. Incredibilmente, anche brevi trattamenti con citocalasina D, un farmaco che interrompe la polimerizzazione dell’actina, migliorano la funzione cerebrale nei moscerini anziani, suggerendo che ridurre i livelli di F-actina possa invertire i danni correlati all’invecchiamento nelle cellule cerebrali.
Il Potenziale degli Interventi su Actina nella Ricerca sulle Malattie Neurodegenerative
Uno degli aspetti più affascinanti dello studio è la scoperta che l’accumulo di F-actina non solo compromette i sistemi di “pulizia” cellulare, ma influisce anche sulla salute dei mitocondri, le centrali energetiche delle cellule, che tendono a declinare con l’età e sono implicati nella neurodegenerazione. Riducendo i livelli di F-actina, il team ha anche ripristinato la funzione mitocondriale, suggerendo un legame tra la dinamica dell’actina e la manutenzione energetica cellulare. Questa scoperta potrebbe cambiare il modo in cui gli scienziati affrontano il declino mitocondriale legato all’età.
Lo studio sottolinea il potenziale di interventi mirati all’accumulo di F-actina per ripristinare la funzione cognitiva e migliorare la durata della salute nei soggetti anziani. Tuttavia, il team del Dr. Walker raccomanda cautela, in quanto sebbene la riduzione dell’actina nei neuroni abbia migliorato la durata della salute nei moscerini Drosophila, applicare questo approccio ad altri tessuti potrebbe avere effetti diversi. L’actina è fondamentale in numerose funzioni cellulari in tutto il corpo; quindi, le ricerche future dovranno identificare modi per colpire selettivamente l’actina nel cervello.
Implicazioni per l’Invecchiamento Umano e le Malattie Neurodegenerative
Le implicazioni di questa ricerca sono vaste, in particolare per le malattie legate all’età caratterizzate dal declino cognitivo. Condizioni come l’Alzheimer e il Parkinson, note per inclusioni intracellulari anomale che compromettono la funzione cellulare, potrebbero condividere caratteristiche patologiche con l’accumulo di F-actina. Il lavoro del team della UCLA fornisce una base per esplorare se la modulazione mirata dell’actina possa offrire benefici terapeutici nelle condizioni neurodegenerative umane.
