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Un mimetico della SOD del carbossilfullerene migliora la cognizione e prolunga la durata della vita
Kevin L. Quick, Sameh S. Ali, Robert Arch, Chengjie Xiong, David Wozniak, Laura L. Dugan
Neurobiologia dell'invecchiamento 29 (2008) 117-128
Riassunto:
Negli organismi inferiori, come Caenorhabditis elegans e Drosophila, molti geni identificati come regolatori chiave dell'invecchiamento sono coinvolti nella detossificazione delle specie reattive dell'ossigeno o nella risposta cellulare alle macromolecole ossidativamente danneggiate. Topi transgenici sono stati generati per studiare questi geni nell'invecchiamento dei mammiferi, ma generalmente non hanno mostrato l'atteso prolungamento della durata della vita o effetti comportamentali benefici, forse riflettendo i cambiamenti compensativi durante lo sviluppo. Abbiamo somministrato una piccola molecola mimetica superossido dismutasi (SOD)-sintetizzatore enzimatico a topi wild-type (cioè non transgenici, non accelerati dalla senescenza) di mezza età.
Il trattamento cronico non solo ha ridotto lo stress ossidativo legato all'età e la produzione di radicali mitocondriali, ma ha anche prolungato significativamente la durata della vita. I topi trattati hanno anche mostrato migliori prestazioni nell'apprendimento del labirinto d'acqua di Morris e nel compito di memoria.
Questa è a nostra conoscenza la prima dimostrazione che un antiossidante somministrato con attività mitocondriale e penetrazione del sistema nervoso non solo aumenta la durata della vita, ma salva il deterioramento cognitivo legato all'età nei mammiferi. I mimetici SOD con tali caratteristiche possono fornire un complemento unico alle strategie genetiche per studiare il contributo dei processi ossidativi all'invecchiamento del sistema nervoso.
Conclusione:
Lo stress ossidativo è noto per compromettere la funzione immunologica e il declino funzionale del sistema immunitario è ben caratterizzato durante l'invecchiamento. Il trattamento C3 ha invertito i cambiamenti associati all'età nel rapporto cellule T CD4+/CD8+ e ha invertito la perdita legata all'età delle cellule B come percentuale degli splenociti totali.
Presi insieme, questi dati suggeriscono che il C3 diminuisce la produzione di superossido mitocondriale associata all'età e migliora la funzione mitocondriale, sostenendo così la teoria mitocondriale dell'invecchiamento come componente del processo di invecchiamento.
Tuttavia, come discusso in dettaglio da Beckman e Ames, i cambiamenti nella fisiologia mitocondriale possono riflettere processi più indiretti (ad esempio i cambiamenti nell'espressione genica mitocondriale a causa dello stato ormonale, infiammazione, dieta, attività) e possono interagire con altri percorsi legati all'età come la segnalazione insulino-dipendente o sirtuine.
Poiché C3 ha già dimostrato di localizzarsi ai mitocondri, migliorare la sopravvivenza dei topi Sod2 - / - e, come mostrato qui, regolare la produzione di superossido mitocondriale da EPR e prolungare la durata della vita dei topi, è probabile che alcune delle azioni nel presente studio si riferiscono direttamente ai mitocondri.
Tuttavia, in che misura e come i mitocondri contribuiscono all'invecchiamento rimangono domande importanti e sono aree per lo studio futuro che può fornire preziose intuizioni nel complesso processo multifattoriale dell'invecchiamento.
Analisi dello studio
Lo studio di Quick, Ali, Arch, Xiong, Wozniak e Dugan amplia le nostre conoscenze sull'invecchiamento, evidenziando in particolare il ruolo delle specie reattive dell'ossigeno e il loro effetto sulla funzione cognitiva e sulla durata della vita. La ricerca ha rivelato il potenziale terapeutico di un enzima sintetico mimetico della superossido dismutasi (SOD), chiamato C3, somministrato a topi wild-type a partire dalla mezza età.
È fondamentale sottolineare che il trattamento con C3 non si è limitato a prolungare la durata della vita dei topi, ma ha anche migliorato le capacità cognitive, come dimostrato dal miglioramento delle prestazioni nel compito di apprendimento e memoria del labirinto acquatico di Morris. Questo duplice impatto sottolinea il potenziale delle strategie antiossidanti mirate come una strada promettente nella ricerca di interventi che prolunghino la vita e ne migliorino la qualità, in particolare la funzione cognitiva, in età avanzata.
Tuttavia, come in tutte le ricerche scientifiche, questa rivelazione ha aperto nuovi interrogativi. I ricercatori devono capire come e in che misura i mitocondri contribuiscono all'invecchiamento. Data l'affinità del C3 a localizzarsi nei mitocondri e il suo evidente effetto sulla produzione mitocondriale di superossido, le risposte a queste domande potrebbero contribuire in modo sostanziale alla comprensione del processo di invecchiamento. Di conseguenza, questa linea di ricerca potrebbe fungere da potente catalizzatore per lo sviluppo di interventi innovativi ed efficaci contro l'invecchiamento.
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