Esperimenti sui vermi nematodi hanno aiutato biologi e matematici molecolari russi e americani a dimostrare che alcuni programmi genetici controllano il processo di invecchiamento. Sarà possibile interferire con il suo lavoro con l'aiuto di farmaci, secondo un articolo pubblicato sulla rivista Scientific Reports.
Negli ultimi anni è rinato un dibattito tra gli scienziati su quale sia il processo di invecchiamento e morte di esseri umani e animali. Alcuni biologi ed evoluzionisti credono che questo processo non sia accidentale e che sia controllato da una sorta di "programma di morte". Quindi chiamano un insieme speciale di geni che fa crescere il corpo decrepito e morire, lasciando il posto a una nuova generazione della loro stessa specie.
Altri scienziati ritengono che l'invecchiamento sia un processo completamente casuale di accumulo di mutazioni e rotture accidentali nelle cellule, che porta all'accumulo delle cosiddette cellule "invecchiate" nel corpo. Smettono di partecipare alla vita del corpo a causa della comparsa di mutazioni nel loro DNA o raggiungono i limiti della divisione. Recenti esperimenti hanno dimostrato che la loro rimozione dal corpo dei vermi ha prolungato significativamente la loro vita e migliorato le funzioni vitali.
L'esistenza di ratti talpa nudi e altri animali "immortali", come notato da Pyotr Fedichev, fondatore di Gero e capo di un laboratorio al MIPT, ha portato il suo team diversi anni fa a presumere che un programma di invecchiamento dovrebbe ancora esistere e che può essere interrotto usando determinati farmaci o cambiando il modo in cui funzionano i geni.
Per cercarlo, hanno selezionato sei dozzine di diverse varietà di vermi nematodi, alcuni dei quali hanno vissuto per un periodo insolitamente lungo, decine di volte superiore alla norma, mentre altri hanno vissuto per un periodo relativamente normale o insolitamente breve. I biologi hanno cercato di scoprire le ragioni dello sviluppo di queste differenze confrontando il modo in cui l'attività dei loro geni è cambiata nelle diverse fasi della vita e analizzando i loro caratteristici gruppi di mutazioni.
Gli scienziati inizialmente erano interessati alla risposta a una semplice domanda: perché le mutazioni in alcuni geni acquisiti dai nematodi anche prima di schiudersi nel mondo prolungavano significativamente la loro vita e il loro blocco con l'RNA in età adulta non portava lo stesso effetto.
Ciò ha portato genetisti e matematici russi, così come i loro colleghi dell'Arkansas Medical University di Little Rock (USA), a sospettare che cambiamenti così piccoli abbiano causato una ristrutturazione su larga scala nell'intero programma di invecchiamento, che era difficile o impossibile da ripetere.
Per verificare queste preoccupazioni, Fedichev ei suoi colleghi hanno combinato i risultati delle proprie misurazioni e degli esperimenti di altri gruppi scientifici in un database su larga scala che riflette come il lavoro di tutti i geni dei nematodi è cambiato con l'età. Ne hanno analizzato i contenuti utilizzando un sistema di machine learning in grado di evidenziare anche le somiglianze più sottili.
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Ha dimostrato che il processo di invecchiamento assomiglia davvero a un certo programma: l'attività dei geni in tutti i vermi longevi è cambiata in una direzione. In altre parole, è cambiata in un modo simile, non casuale. Ancora più importante, il rallentamento nel modo in cui i geni hanno cambiato il loro comportamento riflette direttamente il tempo in cui gli invertebrati sono stati in grado di sopravvivere.
Questa scoperta ha portato Fedichev e il suo team a ipotizzare che un effetto simile potesse essere ottenuto con i farmaci senza ricorrere a interventi genetici. Hanno cercato di trovare sostanze simili utilizzando il database CMAP, che contiene informazioni complete su come determinati farmaci e altre sostanze influenzano i diversi geni umani.
Li ha aiutati a trovare quattro farmaci precedentemente sconosciuti che avrebbero dovuto "rallentare" il programma di invecchiamento più o meno allo stesso modo delle mutazioni nei geni della longevità. Testarli su vermi normali ha dimostrato che tutti rallentano l'invecchiamento dei nematodi in un modo o nell'altro. Ad esempio, il farmaco più potente, l'analgin comune, ha prolungato la loro vita di un terzo.
