Immaginate se vi svegliassero nel mezzo della notte e vi chiedessero di fare una corsa, più forte che potete, mentre siete ancora mezzi addormentati. Da uno stato di riposo dovreste passare, molto rapidamente, alla modalità “attività frenetica” e il vostro consumo di energia schizzerebbe alle stelle molto velocemente. Questo è quanto succede, secondo i ricercatori del German Cancer Research Center, a una cellula staminale ematopoietica quando viene svegliata dal suo stato di “sonno”, nel quale si trova normalmente, da stimoli esterni come ad esempio lo stress. I risultati del loro lavoro, pubblicati sulla rivista Nature, mostrano come l’aumento improvviso del fabbisogno energetico cellulare aumenti il numero di metaboliti che possono danneggiare il DNA e questo sarebbe alla base dell’invecchiamento precoce di queste cellule e di alcune patologie.
Le cellule staminali ematopoietiche sono cellule staminali adulte, presenti prevalentemente nel midollo osseo, che possiedono due caratteristiche fondamentali. Da un lato, sono in grado di autorigenerarsi per tutto l’arco della nostra vita. Dall’altro, sono in grado di dividersi e differenziarsi, all’occorrenza, nelle cellule che compongono il sangue: globuli bianchi, globuli rossi e piastrine.
Cellule a "riposo" e cellule "di riserva"
In condizioni normali, queste cellule si trovano in uno stato di “riposo”. Si dividono, quindi, lentamente e la loro richiesta di energia è minima. Diversamente, in condizioni di stress il metabolismo delle staminali ematopoietiche aumenta, cresce il loro ritmo di replicazione e aumenta di pari passo il rischio che si creino errori nel DNA. Normalmente, le cellule possiedono dei meccanismi di “controllo” in grado di riparare questi errori ma, secondo i ricercatori tedeschi, questa capacità diminuisce tanto più aumenta il numero di situazioni stressanti per le cellule. Come conseguenza, le staminali ematopoietiche stressate sono meno efficienti e, anzi, possono mutare o addirittura morire. Questo, concludono, è quello che succede con l’età. Con il passare degli anni, le nostre cellule “di riserva” portano del loro DNA i segni del tempo e diventano via via non solo meno efficaci ma anche potenzialmente cancerogene.
L’anemia di Fanconi, una rara patologia che colpisce le cellule del sangue, sembra strettamente collegata a questi meccanismi. Nelle cellule di persone colpite da questa malattia il sistema di correzione degli errori del DNA non funziona correttamente. Il gruppo di ricercatori tedesco ha dimostrato che, nei topi affetti da questa patologia, situazioni di stress ambientale, come un’infezione, portano a un rapido accumulo di difetti nelle cellule del midollo osseo e a una quasi totale perdita della sua funzionalità.
Il midollo osseo di un topo sano (a sinistra), formato da cellule staminali ematopoietiche e cellule del sangue. A destra, il midollo osseo di un topo con anemia di Fanconi. Le cellule del sangue sono sostituite da cellule adipose. (Immagine: Michael Milsom, DKFZ)
Sotto stress
Sembra, quindi, che si stia ricostruendo il filo che porta dritto all'invecchiamento cellulare e alla comprensione del meccanismo di alcune patologie legate all'età e che lega lo stress con le mutazioni in alcuni tipi di cellule staminali. Ovviamente, lo stress di cui parlano i ricercatori si riferisce a situazioni fisiologiche "difficili" per le cellule ematopoietiche come infezioni, improvvisi cali del volume sanguigno o altre condizioni patologiche. Ma anche altri fattori, definiti ambientali, sono in grado di risvegliare bruscamente le cellule staminali dal loro stato di quiete: inquinamento, alimentazione scorretta, cattive abitudini nella vita quotidiana (fumo, consumo di alcool, mancanza di sonno). Perché allora non preservare il "riposo" delle staminali a partire proprio da una sana dormita?
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Immagine di apertura: ZEISS Microscopy
