L’invecchiamento del cervello non è semplicemente usura; si tratta di una perdita fondamentale di controllo sul funzionamento dei geni, secondo un nuovo studio condotto sui topi. I ricercatori hanno mappato i cambiamenti epigenetici nel cervello, rivelando un graduale declino dei segnali chimici che regolano l’espressione genetica. Questa ricerca fornisce l’atlante epigenetico dell’invecchiamento più completo fino ad oggi, offrendo approfondimenti critici sul perché la funzione cerebrale si deteriora con l’età e sui potenziali modi per intervenire.
Il panorama epigenetico dell’invecchiamento
Il nostro DNA non è tutta la storia. I marcatori epigenetici – minuscole etichette chimiche attaccate ai geni – determinano come vengono utilizzati tali geni. Questi marcatori cambiano nel tempo e gli scienziati li hanno usati per creare “orologi dell’invecchiamento” che stimano l’età biologica in molti tessuti. Tuttavia, il cervello, con i suoi neuroni longevi, richiede uno studio più dettagliato per comprendere i processi di invecchiamento.
Il nuovo studio, pubblicato su Cell, ha analizzato oltre 200.000 cellule cerebrali di topi di età diverse (2, 9 e 18 mesi). I ricercatori hanno tagliato il cervello in sezioni ultrasottili e hanno esaminato i principali segnali epigenetici, tra cui la metilazione del DNA e la struttura della cromatina. I risultati mostrano uno schema chiaro: man mano che i topi invecchiano, i loro genomi perdono la capacità di controllare con precisione l’espressione genica.
Perdere il controllo: metilazione e “geni che saltano”
Un cambiamento fondamentale è la perdita della metilazione, in cui i tag chimici vengono rimossi dal DNA. La metilazione in genere mette a tacere i geni e il suo declino nei topi anziani ha portato a un’attivazione genetica inaspettata. Ad esempio, i geni immunitari nelle cellule cerebrali (microglia) sono diventati iperattivi a causa della perdita dei tag di silenziamento. Ciò è preoccupante perché le risposte immunitarie incontrollate possono danneggiare le delicate strutture cerebrali.
Il problema è amplificato dai trasposoni, noti anche come “geni che saltano”. Queste sequenze ripetitive di DNA possono copiarsi e incollarsi attorno al genoma, interrompendo l’espressione genetica. Lo studio ha scoperto che la demetilazione avviene nei siti dei trasposoni, innescando potenzialmente un diffuso caos genetico. Secondo il genetista David Sinclair, questi geni saltatori potrebbero essere una chiave nascosta per l’invecchiamento del cervello. “Questi sono geni che abbiamo in gran parte trascurato, eppure seguono molto bene l’invecchiamento”, osserva.
Struttura della cromatina e segni di invecchiamento
Lo studio ha esaminato anche la cromatina, il complesso proteina-DNA che organizza i nostri geni in cromosomi. I cervelli invecchiati hanno mostrato un aumento dei domini topologicamente associati (TAD), ovvero anelli fitti all’interno del genoma che compartimentalizzano l’espressione genica. Questi TAD aggiuntivi potrebbero fungere da nuovo biomarker per l’invecchiamento, indicando una rottura nell’organizzazione genomica.
Implicazioni sull’invecchiamento del cervello umano
La perdita del controllo genetico ha gravi conseguenze. I geni saltatori iperattivi possono innescare risposte immunitarie che uccidono le cellule cerebrali, interrompendo i circuiti neurali. È interessante notare che i “super-agers” con prestazioni di memoria eccezionali possono avere un’attivazione del gene salto inferiore, mantenendo i neuroni in vita più a lungo. Ciò suggerisce che rallentare la deriva epigenetica potrebbe essere la chiave per preservare la funzione cerebrale in età avanzata.
Il gruppo di ricerca ora mira ad applicare questi metodi al cervello umano, sequenziando i cambiamenti epigenetici nelle diverse età. L’obiettivo è chiaro: comprendere e potenzialmente invertire i meccanismi che guidano il declino cognitivo.
“L’invecchiamento non è solo usura; è una perdita di controllo su come sono regolati i geni”. — Joseph Ecker, Salk Institute.
