Un nuovo studio suggerisce che il meccanismo alla base della senescenza viene indotto dalla terza copia del cromosoma 21 nel cervello in via di sviluppo e potrebbe rappresentare la ragione principale delle anomalie dello sviluppo neurologico osservate nella sindrome di Down.
di MIT Technology Review Italia
In una ricerca pubblicata su “Cell Stem Cell”, Hiruy Meharena, dell’ Alana Down Syndrome Center del MIT e ricercatore dell’Università della California, a San Diego, e il suo team hanno mostrato che nella sindrome di Down, la terza copia del cromosoma 21 provoca una riorganizzazione della configurazione 3D dell’intero genoma in un tipo di cellula chiave del cervello in via di sviluppo.
L’interruzione risultante della trascrizione genica e della funzione cellulare è così simile a quella osservata nell’invecchiamento cellulare, o senescenza, che a parere dei ricercatori si potrebbero utilizzare farmaci anti-invecchiamento per modificare la situazione nelle colture cellulari, in quanto “il fenomeno indica che questo meccanismo tipico dell’invecchiamento, indotto dalla terza copia del cromosoma 21 nel cervello in via di sviluppo, potrebbe essere una ragione chiave per le anomalie dello sviluppo neurologico osservate nella sindrome di Down.
La scoperta dello studio che i precursori neurali, che si sviluppano nelle principali cellule del cervello, inclusi i neuroni, hanno un carattere senescente è nuova, ma Meharena e coautori hanno passato anni a misurare le distinzioni tra colture cellulari umane che differivano solo per il fatto che avessero una terza copia del cromosoma 21.
Come riportato da “MIT News”, per un lungo periodo, i ricercatori hanno studiato le trasformazioni delle colture di cellule staminali in cellule neuronali progenitrici e hanno stabilito che queste ultime erano sostanzialmente coinvolte dalla terza copia del cromosoma 21. Gli studiosi hanno rilevato che la presenza di una terza copia fa schiacciare tutti gli altri cromosomi verso l’interno. Gli effetti principali di questo processo che viene definito ” l’introversione cromosomica”, meticolosamente quantificata nello studio, sono più interazioni genetiche all’interno di ciascun cromosoma e meno interazioni tra di loro.
Questi cambiamenti e differenze nella conformazione del DNA all’interno del nucleo cellulare portano a modifiche nel modo in cui i geni vengono trascritti e quindi espressi, causando importanti differenze nella funzione cellulare che influenzano lo sviluppo del cervello.
Il team ha testato una combinazione di due farmaci antiinvecchiamento: dasatinib e quercetina. I farmaci hanno migliorato non solo l’accessibilità e la trascrizione dei geni, ma anche la migrazione e la proliferazione delle cellule. Il problema è rappresentato dagli effetti collaterali molto significativi che li rende poco appropriati per tentare di intervenire nello sviluppo del cervello, dice Meharena.
Altre due domande sono legate alla nuova scoperta. La prima è se questo meccanismo simile a quello della senescenza cellulare sia effettivamente il risultato di uno stress cellulare indotto da aneuploidia e, in tal caso, quale sia esattamente lo stress. La seconda è come la senescenza delle cellule cerebrali potrebbe influenzare le persone con sindrome di Down più avanti nella vita.
Il rischio di malattia di Alzheimer è molto più alto in un’età sostanzialmente precoce nella popolazione con sindrome di Down che tra le persone in generale. In gran parte si ritiene che ciò sia dovuto al fatto che un gene chiave del rischio di Alzheimer, l’APP, si trova sul cromosoma 21, ma questo legame appena identificato con la senescenza potrebbe a sua volta accelerare lo sviluppo dell’Alzheimer.
