La progressiva perdita di capacità rigenerativa delle cellule staminali neurali rappresenta uno dei meccanismi centrali alla base del declino cognitivo associato all'invecchiamento. Queste cellule, responsabili della produzione di nuovi neuroni indispensabili per apprendimento e memoria, vedono gradualmente ridursi la loro attività nel corso degli anni. Un gruppo di ricercatori della Yong Loo Lin School of Medicine dell'Università Nazionale di Singapore ha ora identificato una proteina chiave che potrebbe invertire questo processo degenerativo, aprendo prospettive inedite per il trattamento dell'invecchiamento neurologico.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Science Advances, si è concentrato su un fattore di trascrizione denominato DMTF1 (cyclin D-binding myb-like transcription factor 1). I fattori di trascrizione sono proteine che regolano l'attivazione o il silenziamento di specifici geni all'interno delle cellule, fungendo da interruttori molecolari per l'espressione genica. Il team guidato dal professor Ong Sek Tong Derrick, del Dipartimento di Fisiologia e del Programma di Ricerca Traslazionale sulla Longevità Sana, ha scoperto che i livelli di questa proteina risultano significativamente ridotti nelle cellule staminali neurali invecchiate.
Per comprendere il ruolo biologico di DMTF1, i ricercatori hanno analizzato cellule staminali neurali di origine umana e modelli di laboratorio progettati per simulare l'invecchiamento precoce. Attraverso analisi del legame genomico e del trascrittoma, hanno mappato l'influenza di questa proteina sull'attività genetica, concentrandosi particolarmente sulla sua interazione con cellule affette da disfunzione telomerica. I telomeri sono le strutture protettive alle estremità dei cromosomi che si accorciano progressivamente a ogni divisione cellulare, costituendo un marcatore biologico ampiamente riconosciuto del processo di invecchiamento.
L'aspetto più rilevante della ricerca risiede nella dimostrazione sperimentale che il ripristino dell'espressione di DMTF1 nelle cellule staminali neurali "invecchiate" è in grado di restituire loro la capacità rigenerativa. Come ha spiegato la dottoressa Liang Yajing, prima autrice dello studio, "i nostri risultati suggeriscono che DMTF1 può contribuire alla moltiplicazione delle cellule staminali neurali nell'invecchiamento neurologico". Questo dato indica che la proteina potrebbe rappresentare un bersaglio terapeutico promettente per interventi finalizzati al rallentamento del declino cognitivo legato all'età.
L'indagine molecolare ha rivelato il meccanismo attraverso cui DMTF1 esercita i suoi effetti biologici. La proteina regola geni helper come Arid2 e Ss18, che hanno la funzione di allentare la compattazione del DNA, permettendo così ai geni coinvolti nella crescita cellulare di attivarsi. Senza l'intervento di questi geni helper, le cellule staminali neurali non riescono a rinnovarsi efficacemente, compromettendo la neurogenesi necessaria per il mantenimento delle funzioni cognitive.
"La compromissione della rigenerazione delle cellule staminali neurali è stata a lungo associata all'invecchiamento neurologico", ha dichiarato il professor Ong. "Una rigenerazione inadeguata inibisce la formazione di nuove cellule necessarie per supportare le funzioni di apprendimento e memoria. Sebbene studi precedenti abbiano dimostrato che la rigenerazione difettosa può essere parzialmente ripristinata, i meccanismi sottostanti rimangono poco compresi. Comprendere questi meccanismi fornisce una base più solida per studiare il declino cognitivo legato all'età".
Le implicazioni terapeutiche di questa scoperta sono significative. Strategie mirate ad aumentare i livelli di DMTF1 o a potenziarne l'attività potrebbero potenzialmente invertire o ritardare il declino della funzione delle cellule staminali neurali associato all'invecchiamento. Tuttavia, i ricercatori sottolineano che i risultati attuali si basano prevalentemente su esperimenti in vitro, e saranno necessari ulteriori studi per validare l'efficacia e la sicurezza di tali approcci in modelli più complessi.
Il gruppo di ricerca singaporiano sta ora pianificando esperimenti per verificare se l'incremento di DMTF1 possa aumentare il numero di cellule staminali neurali e migliorare apprendimento e memoria in condizioni caratterizzate da accorciamento telomerico e invecchiamento naturale, monitorando attentamente che tale intervento non aumenti il rischio di sviluppo di tumori cerebrali. A lungo termine, l'obiettivo è identificare piccole molecole capaci di stimolare in modo sicuro l'attività di DMTF1 per ringiovanire le cellule staminali neurali invecchiate, traducendo le conoscenze molecolari in possibili terapie cliniche per preservare la funzione cognitiva durante l'invecchiamento.
