Le cellule senescenti del sistema immunitario sono potenzialmente tra le più dannose tra tutte le cellule senescenti perché diffondono il danno tissutale e il rapido invecchiamento ad altri organi e sistemi del corpo. Ma una scoperta da parte UC San Francisco suggerisce che non tutte le cellule senescenti sono “zombi” dannosi.
Rivalutando il ruolo delle cellule "zombi" che la medicina antietà ha cercato di eliminare, gli scienziati hanno scoperto che alcune sono incorporate nei tessuti giovani e sani e promuovono la normale riparazione dai danni.
Gli scienziati hanno ora osservato queste cellule in azione nel tessuto polmonare e in altri organi che funzionano come barriere nel corpo, come l’intestino tenue, il colon e la pelle. Le lesioni del tessuto polmonare si riprendono più lentamente se trattate con farmaci senolitici, uccidendo queste cellule.
Tien Peng, MD, professore associato di medicina polmonare, terapia intensiva, allergie e medicina del sonno e autore senior dello studio, ha affermato: "Le cellule senescenti possono occupare nicchie con posizioni privilegiate come 'sentinelle' che monitorano i tessuti per rilevare eventuali lesioni e rispondono stimolando le cellule staminali vicine a crescere e avviare la riparazione."
“Era comprensibile che gli scienziati inizialmente considerassero le cellule senescenti come puramente dannose. Man mano che le persone invecchiano, le cellule senescenti accumulano caratteristiche delle cellule vecchie e logore, inclusa l’incapacità di produrre nuove cellule. Invece di morire come le normali cellule invecchiate, continuano a vivere, emettendo un cocktail di composti infiammatori che formano il fenotipo secretorio associato alla senescenza (SASP). Questi fattori sono collegati a Alzheimer, artritee altri disturbi legati all'età, inclusi cancro. Per loro è stato coniato il nome accattivante “cellule zombi”.
I ricercatori hanno fatto la straordinaria scoperta che la rimozione delle cellule senescenti dai topi ha prevenuto o ridotto le malattie legate all’età e ha aumentato la longevità degli animali utilizzando senolitici che prendono di mira e uccidono le “cellule zombi”. Successivamente, si è verificata un’impennata dell’attività nei laboratori di ricerca e nelle aziende farmaceutiche dedicate alla ricerca e allo sviluppo di versioni più potenti di questi farmaci.
Tuttavia, la rimozione delle cellule senescenti comporta dei rischi. Ad esempio, questo recente studio ha dimostrato che le cellule senescenti possono anche promuovere la guarigione di routine innescando la riparazione delle cellule staminali. Secondo la nuova ricerca, l’analisi può avere un impatto negativo sulla normale riparazione, ma potenzialmente tratta anche disturbi in cui le cellule senescenti sono responsabili del comportamento patologico delle cellule staminali.
Le cellule senescenti possono essere difficili da studiare poiché i loro indicatori, come il gene p16, sono talvolta scarsi e difficili da trovare. Nei primi esperimenti, le cellule fibroblastiche venivano isolate, coltivate in piastre di coltura fino a quando non c'erano un numero sufficiente di cellule per gli esperimenti, e poi stressate con sostanze chimiche che causavano la senescenza nelle cellule. Ma negli esseri viventi, interazioni tra cellule e i tessuti circostanti influiscono in modo significativo sull’attività genetica delle cellule. Ciò significa che, rispetto alle cellule nel loro ambiente normale, le caratteristiche delle cellule che crescono isolate in una capsula di vetro possono differire.
Per creare uno strumento più potente per i loro studi, gli scienziati hanno migliorato una tecnica comune di fusione di un gene rilevante – in questo caso, il gene p16, che è eccessivamente attivo nelle cellule senescenti – con una proteina fluorescente verde (GFP) come marcatore che può rivelare la posizione delle cellule sotto la luce ultravioletta. Gli scienziati hanno amplificato in modo significativo il segnale fluorescente migliorando la quantità e la stabilità della proteina fluorescente verde in queste cellule senescenti. Ciò ha permesso loro di vedere le cellule senescenti nel loro habitat naturale di tessuti viventi.
Gli scienziati hanno scoperto che le cellule senescenti esistono nei tessuti giovani e sani in misura maggiore di quanto si credesse in precedenza e iniziano a svilupparsi subito dopo la nascita utilizzando questa tecnologia estremamente sensibile. Gli scienziati hanno anche scoperto particolari fattori di crescita che le cellule senescenti emettono per incoraggiare le cellule staminali a proliferare e guarire i tessuti. La scoperta che le cellule del sistema immunitario come i macrofagi e i monociti possono attivare le cellule senescenti è rilevante per l’invecchiamento e il danno tissutale. Questa scoperta implica che l’infiammazione nei tessuti vecchi o danneggiati è un regolatore cruciale dell’attività e della rigenerazione delle cellule senescenti.
Nei loro studi sul tessuto polmonare, il team di Peng ha osservato cellule senescenti verdi luminose che giacevano accanto alle cellule staminali sulla membrana basale che funge da barriera impedendo alle cellule estranee e alle sostanze chimiche dannose di entrare nel corpo e consentendo all'ossigeno di diffondersi dall'aria nei polmoni. tessuti sottostanti. Possono verificarsi danni a questa interfaccia dinamica. Il team ha osservato cellule senescenti in posizioni simili in altri organi barriera, come l’intestino tenue, il colon e la pelle. I loro esperimenti hanno confermato che se le cellule senescenti venissero uccise con i senolitici, le cellule staminali polmonari non sarebbero in grado di riparare correttamente la superficie della barriera.
Professore insignito di Patologia Sperimentale disse Lo studio di Peng è davvero significativo per la ricerca sull'invecchiamento, il cui obiettivo è aiutare le persone a vivere una vita più lunga e più sana.
"Gli studi suggeriscono che la ricerca senolitica dovrebbe concentrarsi sul riconoscimento e sul targeting preciso delle cellule senescenti dannose, forse ai primi segni di malattia, lasciando intatte quelle utili", ha affermato. “Questi risultati sottolineano la necessità di sviluppare farmaci migliori e piccole molecole che mireranno a sottoinsiemi specifici di cellule senescenti implicate nella malattia piuttosto che nella rigenerazione”.
Riferimento della Gazzetta:
- Nabora S. Reyes et al. Le cellule sentinella p16INK4a+ nella membrana basale formano una nicchia riparativa nel polmone. Scienze. DOI: 10.1126/science.abf33
