È noto che la restrizione dell’apporto calorico migliora la salute e aumenta l’aspettativa di vita, ma come ciò avvenga rimane un mistero, soprattutto per quanto riguarda la protezione del cervello. Gli scienziati della Buck, guidati da Kenneth Wilson, Ph.D., borsista postdottorato della Buck e primo autore dello studio, hanno scoperto un ruolo per un gene chiamato OXR1, necessario per prolungare la durata della vita con una dieta ristretta ed essenziale per un sano invecchiamento del cervello. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Nature Communications.
Perché persone diverse reagiscono in modo diverso a una dieta
Inoltre, il team ha rivelato un meccanismo cellulare dettagliato di come la restrizione alimentare possa ritardare l’invecchiamento e rallentare la progressione delle malattie neurodegenerative. Il lavoro, condotto su moscerini della frutta e cellule umane, identifica anche potenziali bersagli terapeutici per rallentare l’invecchiamento e le malattie neurodegenerative legate all’età. I ricercatori hanno individuato una risposta specifica dei neuroni che media l’effetto neuroprotettivo di una dieta ristretta. Strategie come il digiuno intermittente o la restrizione calorica che limitano l’assunzione di nutrienti possono aumentare i livelli di questo gene per mediarne l’effetto protettivo, secondo il professor Pankaj Kapahi , Ph.D., coautore dello studio. Il gene è un fattore importante per la resilienza del cervello, che protegge dall’invecchiamento e dalle malattie neurologiche.
I membri del team hanno già dimostrato i meccanismi che migliorano l’aspettativa di vita e la durata della salute attraverso una dieta ristretta, ma la risposta alla riduzione dell’apporto calorico è così variabile da persona a persona e in diversi tessuti che ci sono molti processi ancora da scoprire in gioco. Questo progetto è stato avviato per capire perché persone diverse rispondono in modo diverso alla dieta.
Il team ha iniziato a studiare circa 200 ceppi di mosche con diversi background genetici. Le mosche sono state allevate con due diete diverse: una dieta normale o una dieta ristretta che corrispondeva solo al 10% della dieta normale. I ricercatori hanno identificato cinque geni che presentavano varianti specifiche che influivano significativamente sulla longevità con una dieta ristretta. Due di questi geni avevano delle controparti nella genetica umana. Il team ha selezionato un gene da studiare in modo approfondito:“senape”(mtd) nei moscerini della frutta e “resistenza ossidativa 1“(OXR1) negli esseri umani e nei topi. Il gene protegge le cellule dai danni ossidativi, ma il meccanismo di funzionamento di questo gene non era chiaro. La perdita di OXR1 nell’uomo porta a gravi difetti neurologici e a morte prematura. Nei topi, l’aggiunta di OXR1 migliora la sopravvivenza in un modello di sclerosi laterale amiotrofica (SLA).
Legame tra invecchiamento cerebrale, neurodegenerazione e aspettativa di vita
Per scoprire come un gene attivo nei neuroni influisca sulla durata complessiva della vita, il team ha condotto una serie di test approfonditi. Gli scienziati hanno scoperto che OXR1 influisce su un complesso chiamato retromer, un gruppo di proteine necessarie per il riciclo di proteine e lipidi cellulari. Secondo i ricercatori, il retromero è un meccanismo importante nei neuroni perché determina il destino di tutte le proteine che vengono introdotte nella cellula. Un malfunzionamento del retromero è stato collegato alle malattie neurodegenerative legate all’età che sono protette da una dieta ristretta, in particolare il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson.
Nel complesso, i risultati mostrano come la restrizione dietetica rallenti l’invecchiamento cerebrale attraverso l’effetto di mtd/OXR1 sul mantenimento del retromero. Questo lavoro dimostra che la via retromerica, coinvolta nel riutilizzo delle proteine cellulari, svolge un ruolo chiave nella protezione dei neuroni quando i nutrienti sono limitati. Il team ha scoperto che mtd/OXR1 preserva la funzione di retromero ed è necessario per la funzione neuronale, per un sano invecchiamento cerebrale e per l’estensione della durata della vita quando l’alimentazione è limitata. La dieta influenza questo gene. Secondo i ricercatori, mangiare meno favorisce questo meccanismo di corretto smistamento delle proteine nelle cellule, perché queste ultime aumentano l’espressione di OXR1.
Il team ha anche scoperto che l’aumento dell’espressione di mtd nelle mosche porta a una vita più lunga, portando i ricercatori a ipotizzare che la sovraespressione di OXR1 negli esseri umani potrebbe contribuire a una maggiore durata della vita. Il prossimo passo sarà identificare sostanze specifiche che aumentino i livelli di OXR1 durante l’invecchiamento per ritardare l’invecchiamento cerebrale.