Gli scienziati del MIT hanno risolto il mistero del perché l'accensione forzata dei geni responsabili della riparazione del DNA non ringiovanisce la retina nei topi, ma piuttosto ne uccide le cellule. I loro risultati sono stati presentati sulla rivista Science Signaling.
Ogni giorno in qualsiasi cellula del nostro corpo ci sono 10-20 mila piccole rotture nel DNA, che portano alla rottura delle sue spirali. Un intero complesso di proteine e molecole di segnalazione reagisce a questi guasti, che li riconoscono, valutano la possibilità di riparazione, collegano i fili rotti o segnalano alla cellula di autodistruggersi.
Scienziati russi e stranieri studiano questi sistemi da molto tempo, cercando di capire esattamente quali tipi di danni al DNA riparano, cosa influenza la loro attività e se può essere aumentata rendendo le cellule invulnerabili alle radiazioni e proteggendo il loro proprietario dallo sviluppo del cancro.
Dieci anni fa, ha detto Samson, il suo team ha condotto uno dei primi studi di questo tipo. Hanno monitorato come l'aumento dell'attività del gene AAG, che è responsabile dell'eliminazione di piccole lesioni singole in uno dei filamenti di DNA, influisce sul funzionamento degli occhi dei topi che hanno ricevuto una dose di chemioterapia "cavallo".
Gli scienziati speravano che il lavoro potenziato del "gene dell'immortalità" avrebbe protetto la retina dei roditori dalla degenerazione, ma in realtà è accaduto esattamente il contrario: le cellule fotosensibili hanno iniziato a morire ancora più velocemente ei topi sono diventati rapidamente ciechi.
Trascorsero i dieci anni successivi a risolvere questo enigma. La risposta si è rivelata molto semplice. Si è scoperto che le molecole dell'enzima AAG tagliano così tanti segmenti di DNA danneggiati che questo ha portato all'inclusione di una speciale "proteina della morte", una molecola di PARP che avvia la necrosi, una delle varianti del suicidio cellulare.
Durante i normali sistemi di riparazione del DNA, questo enzima riconosce le rotture in singoli filamenti di DNA, si lega a loro e genera segnali che inducono altre proteine a riparare questi danni. Nel caso in cui ci siano troppe rotture di questo tipo, l'attività eccessivamente elevata di PARP priva la cellula delle sue riserve di "moneta energetica", molecole di ATP, che porta al suo decadimento e morte.
Il contenuto dell'ex cellula, come hanno scoperto Samson e colleghi, entra nello spazio intercellulare e provoca infiammazioni, attirando l'attenzione dei macrofagi, speciali corpi immunitari che “digeriscono” i resti delle cellule morte.
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A loro volta, producono una serie di molecole aggressive che penetrano nei recettori ancora viventi della retina e danneggiano ulteriormente il DNA. Ciò porta a una nuova esplosione di attività AAG, attivazione di PARP, morte di una nuova porzione di cellule e aumento dell'infiammazione. Di conseguenza, l'intero tessuto si autodistrugge rapidamente.
Processi simili, come hanno mostrato esperimenti successivi sui topi, si verificano, anche se in una forma meno drammatica, in altri tessuti e organi dei topi, inclusi il cervelletto, il midollo osseo e il pancreas. Nel prossimo futuro, secondo Samson, il suo team studierà come questi problemi sono caratteristici dei tessuti umani e delle singole cellule.
