Studiare i meccanismi dell’invecchiamento nell’idrozoo che ringiovanisce

Sequenziato l'intero genoma di Turritopsis dohrnii, il celenterato che sfida i meccanismi dell'invecchiamento.

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Si chiama Turritopsis dohrnii. È un celenterato, appartenente alla classe degli idrozoi. Ed è l’unico animale conosciuto in grado di ringiovanire. L’invecchiamento infatti è un processo ineluttabile, il cui meccanismo è scritto nelle cellule. Eppure questo animale riesce a eluderlo, avendo la possibilità di ringiovanire a ogni ciclo di riproduzione sessuale e risultando, quindi, potenzialmente immortale a livello biologico. Un gruppo di ricercatori dell’università spagnola di Oviedo è ora riuscito a completare il sequenziamento del DNA dell’animale, individuando i fattori che potrebbero essere responsabili dell’inusuale processo e offrendo la possibilità di approfondire le nostre conoscenze sui meccanismi di invecchiamento. E sulle malattie a esso correlate.

Un animale sorprendente

Il ciclo riproduttivo degli idrozoi prevede generalmente due fasi. Dall’uovo nasce la larva, che si ancora a un substrato dando origine al polipo. Successivamente dal polipo, per riproduzione asessuata, nascono le giovani meduse, che si staccano e conducono la loro vita nella colonna d’acqua. Le meduse maturano e vanno incontro a riproduzione sessuata, producendo così le uova che danno inizio al ciclo.

Tra gli idrozoi che seguono questo schema riproduttivo si contano anche quelli del genere Turritopsis. Tuttavia tre specie, T. dohrnii, T. sp. 5 e T. sp. 2 riescono a bypassare lo schema classico, ringiovanendo dopo la riproduzione asessuata. Una volta raggiunto lo stadio di giovane medusa, infatti, queste specie possono andare ripetutamente incontro a una fase di regressione, che le riporta allo stadio di polipo.

Questa capacità viene però persa dopo che la medusa raggiunge la maturità sessuale in due delle tre specie. Solo T. dohrnii è infatti in grado di regredire allo stadio di polipo dopo che la sua medusa è andata incontro a riproduzione sessuale. Questa straordinaria plasticità permette all’animale di diventare potenzialmente immortale a livello biologico. L’alternanza tra la riproduzione sessuale e lo stadio di polipo può infatti avvenire ripetutamente, innescando un processo di ringiovanimento invece di quello di invecchiamento che solitamente inizia dopo la riproduzione.

Un genoma anti-invecchiamento

Per cercare di comprendere i fattori chiave che determinano questa straordinaria capacità, il team di ricerca ha sequenziato e confrontato l’intero genoma di due specie di idrozoo. Turritopsis dohrnii, naturalmente, e T. rubra, specie strettamente imparentata con la prima ma priva del meccanismo che consente la regressione post-riproduttiva.

Il confronto ha riguardato innanzitutto i geni coinvolti nei meccanismi di replicazione e riparazione del DNA. I risultati hanno mostrato come T. dohrnii abbia un sistema più efficiente, con accentuate capacità replicative e riparatorie che potrebbero favorire il processo di ringiovanimento. Inoltre in questa specie si nota un’abbondanza di geni collegati al meccanismo di risposta allo stress ossidativo, che potrebbe proteggerla dall’accumulo di danni al DNA che causa, tra le altre cose, l’invecchiamento.

Anche il DNA telomerico di T. dohrnii presenta variazioni tipiche, che potrebbero contribuire a ridurre il logoramento di queste importanti strutture, donando una maggiore plasticità cellulare. Proprio i danni a carico dei telomeri e il loro accorciamento sono infatti tra i principali responsabili dei processi di invecchiamento, insieme alla perdita di regolazione del ciclo cellulare. E infatti anche in questo secondo caso il genoma di T. dohrnii presenta delle varianti geniche uniche, che intensificano il controllo su questo processo, permettendo una regolazione più fine.

La chiave della plasticità

I risultati dello studio suggeriscono inoltre come T. dohrnii possieda un genoma che conferisce una gande plasticità a livello di cellule staminali. La loro differenziazione e maturazione, infatti, diminuisce progressivamente il potenziale rigenerativo dei tessuti, contribuendo all’invecchiamento. Questo animale possiede invece meccanismi genetici che permettono una maggiore regolazione di questo processo.

Infatti alcuni meccanismi di comunicazione intercellulare, come quelli legati all’apoptosi, sono incentivati in questo animale rispetto ad altre specie, anche affini. Infine i risultati dello studio hanno mostrato differenze significative anche a carico dei percorsi trascrizionali e delle modifiche epigenetiche. A sottolineare la tendenza alla plasticità cellulare e l’allontanamento dei processi di invecchiamento nelle cellule di T. dohrnii.

Tutte queste particolarità genetiche sembrano agire sinergicamente, permettendo all’animale di andare incontro alla normale crescita e differenziazione che lo porta dallo stadio di polipo a quello di medusa, ma anche invertire la tendenza e regredire allo stadio di partenza a partire da quello maturo. E così facendo ripetutamente ingannare i meccanismi di senescenza cellulare.