Orologi epigenetici e invecchiamento: la nuova frontiera della genetica russa
Capire perché alcune persone dimostrino più o meno anni di quelli dichiarati all’anagrafe è una sfida che oggi passa per l’epigenetica. Un recente studio condotto dai ricercatori dell’Istituto Vavilov di Genetica Generale (IOGen RAS), pubblicato sul Russian Journal of Genetics, ha gettato nuova luce sui nessi causali tra le modifiche del DNA e i processi di invecchiamento biologico.
Il cuore della ricerca risiede nella distinzione tra età cronologica ed età biologica. Per misurare quest’ultima, gli scienziati utilizzano i cosiddetti orologi epigenetici, strumenti che analizzano la metilazione del DNA. Si tratta di un processo chimico in cui piccoli gruppi metilici si legano alla citosina in punti specifici del genoma, detti siti CpG, senza tuttavia alterare la sequenza genetica originale. In particolare, il team guidato da Alexander Rubanovich e Svetlana Borinskaya si è avvalso dell’orologio di Hannum per processare i dati di oltre 4.400 individui tra i 5 e i 90 anni.
L’orologio di Hannum è uno dei modelli matematici più famosi utilizzati per calcolare l’età biologica di un individuo, che spesso differisce da quella cronologica (quella scritta sulla carta d’identità). Sviluppato dal ricercatore Gregory Hannum nel 2013, questo strumento non si limita a contare gli anni trascorsi, ma misura quanto “usura” hanno subito le nostre cellule. Bisogna immaginare il DNA come un libro di istruzioni. Con il tempo, su alcune pagine vengono aggiunte delle “note a margine” o delle “cancellature” che non cambiano il testo, ma indicano alla cellula se leggere o meno quel capitolo. Queste note sono i gruppi metilici (piccole molecole chimiche). L’orologio di Hannum si concentra sui siti CpG: punti specifici dove una base di Citosina è seguita da una di Guanina. Analizzando il livello di metilazione in questi punti, l’algoritmo può stimare con estrema precisione l’età epigenetica/biologica di una persona, consentendo di valutarne il discostamento rispetto a quella anagrafica.
I tre volti del tempo: accelerazione e rallentamento
La ricerca russa, basandosi su questo “orologio” ha dunque isolato gli elementi da approfondire dal campione di 4400 persone, suddividendoli in tre categorie:
• Un gruppo di controllo di circa 800 individui, con un allineamento quasi perfetto tra le due età (scarto inferiore ai 5 anni).
• Un gruppo di 141 con invecchiamento accelerato (età biologica maggiore di quella cronologica di almeno un decennio).
• Un gruppo di 31 fortunati con invecchiamento rallentato (età biologica inferiore di oltre 10 anni rispetto a quella anagrafica).
Confrontando i tre gruppi, i ricercatori hanno individuato 29 siti CpG cruciali (con valore statistico più significativo) che funzionano come veri e propri “interruttori” del tempo. È emerso un meccanismo speculare: per 21 di questi siti, l’ipermetilazione (un eccesso di gruppi metilici) è direttamente collegata a un invecchiamento accelerato, mentre l’ipometilazione (una carenza) sembra favorire la longevità. Per i restanti 8 siti, l’effetto osservato è stato esattamente l’opposto.
Ma cosa controllano effettivamente i geni influenzati dalla metilazione? Lo studio ha rivelato che molti di essi sono responsabili del ciclo cellulare e della riparazione delle rotture del DNA, processi fondamentali per mantenere l’integrità dell’organismo.
Incociando questi dati con il database EWAS Atlas, il team ha inoltre scoperto che le alterazioni epigenetiche tipiche di chi invecchia precocemente non sono numeri isolati, ma si associano a quadri clinici specifici.
È emersa una forte correlazione con il declino delle capacità cognitive, i livelli di stress, l’aterosclerosi, l’obesità e l’artrite reumatoide.
Sorprendentemente, invece, non sono emersi legami significativi con altre patologie come il diabete di tipo 2 o la leucemia, suggerendo che l’orologio di Hannum risponda a sollecitazioni biologiche ben precise e non a ogni tipo di decadimento fisico.
Fonte:
Ufficio stampa dell’Istituto di Genetica Generale dell’Accademia Russa delle Scienze.
