La Telomerasi, l’enzima dell’immortalità cellulare

L’enzima telomerasi svolge un ruolo cruciale nel mantenimento dell’integrità del DNA durante la replicazione cellulare. La comprensione dei meccanismi che regolano la sua funzione potrebbe portare allo sviluppo di nuovi approcci terapeutici, per numerose condizioni che implicano un’alterazione della proliferazione cellulare, come ad esempio la discheratosi, i tumori e l’invecchiamento. I telomeri, segmenti di DNA posti alle estremità dei cromosomi, vengono pian piano ridotti ad ogni replicazione del DNA. Il progressivo accorciamento delle estremità dei cromosomi, nel corso di ciascuna divisione, risulta in un numero limitato di divisioni (circa 90) prima che la cellula muoia.
La telomerasi è un enzima che alcune cellule del nostro organismo sfruttano per “preservare” i telomeri, allungando così la loro vita. Essa rappresenta quindi una proteina molto interessante per gli scienziati che studiano fenomeni come l’invecchiamento e patologie come i tumori. Kathleen Collins, professoressa di biochimica e biologia cellulare presso la University of Berkeley in California, ha condotto un’ampia ricerca sulla telomerasi, allo scopo di approfondire le conoscenze su questo “enzima dell’immortalità”. I suoi studi riguardano appunto la regolazione dell’enzima e le connessioni con alcune patologie umane che includono un’alterazione della proliferazione cellulare. Il team della University of Berkeley ha condotto esperimenti avanzati per la messa a punto di metodi per controllare e regolare la produzione della telomerasi. Gli studi di Collins sono stati eseguiti sul protozoo acquatico Tetrahymena thermophila, che ha permesso di identificare una serie di importanti proteine associate alla telomerasi e alla sua produzione. Questo organismo unicellulare produce telomerasi in continuazione, onde riprodursi in modo efficiente. Sfortunatamente solo pochi tessuti umani, come il midollo osseo e l’epidermide, sono in grado di produrre la telomerasi.

Nel 1999 gli studi del team di ricercatori, guidato dalla professoressa Collins, ha rivelato una importante connessione tra una di queste proteine (la discherina) e una rara patologia genetica: la discheratosi. La discheratosi (DKC) è una sindrome legata al cromosoma X, che si sviluppa prevalentemente nei maschi e colpisce i tessuti, che necessitano di un continuo rinnovo. Si manifesta durante l’infanzia ed è caratterizzata da una serie di disturbi, tra cui lesioni cutanee, distrofia ungueale e difetti al midollo osseo. Altre condizioni associate alla patologia sono: stenosi esofagea, fibrosi polmonare, cirrosi epatica, anomalie ossee e anomalie immunitarie, oltre allo sviluppo di neoplasie spesso mortali. Nei pazienti con malattia legata all’X, i telomeri risultano più corti rispetto alla norma. I telomeri sono più corti anche nei pazienti affetti da forme autosomiche della discheratosi congenita, suggerendo che la malattia possa essere causata da un’alterazione dell’attività telomerasica. “Abbiamo scoperto che questi individui hanno mutazioni che coinvolgono la sintesi della discherina, tali da rendere inefficiente la telomerasi”, spiega Collins.
Con livelli troppo bassi di telomerasi, la pelle, i polmoni e le cellule del sangue (che fanno appunto affidamento in un aumento dei telomeri per rigenerarsi in modo costante) interrompono sostanzialmente le divisioni cellulari.
“Questo meccanismo di compensazione non basta per mantenere le cellule in vita per sempre, ma può essere sufficiente per soddisfare le necessità di organismi longevi, come l’uomo”, spiega Collins. Man mano che le cellule vanno incontro a divisione, i loro telomeri si accorciano, portando infine ad un arresto della proliferazione. Alcune cellule trasformate con virus od oncogèni bypassano il problema dell’accorciamento dei telomeri e proseguono la divisione cellulare con il cosiddetto “ri-arrangiamento” dei cromosomi. Raramente alcune cellule attivano la telomerasi per mantenere i telomeri, così da indurre un potenziale sviluppo di tumori. Le cellule tumorali riescono a mobilitare la telomerasi, perciò possono replicarsi in continuazione, mantenendo intatti i propri telomeri. Alcune linee cellulari tumorali, usate oggi in laboratorio, sono state mantenute per quasi un secolo e i loro telomeri risultano intatti, grazie all’azione della telomerasi. Capire come viene regolata la telomerasi e individuare un metodo per ridurre e fermare l’azione dell’enzima nelle cellule tumorali, sono alcuni degli obiettivi che i ricercatori stanno tentando di raggiungere, per sviluppare in futuro un approccio terapeutico che potrebbe supportare gli attuali trattamenti, applicati per sconfiggere i tumori.

Tratto dal volume: << IL PRINCIPIO DELL’IMMORTALITA’>>, di G.Pattera e M.La Rosa

Autore

Giorgio Pattera (biologo): giornalista, ricercatore e conferenziere internazionale. Ha lavorato per oltre 40 anni presso i Laboratori d’Analisi dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria di Parma, come Tecnico d’Indagini Bio-Mediche. E’ laureato in Scienze Biologiche, iscritto all’Ordine Nazionale dei Biologi dal 1995, dal settembre 2004 all’Albo dell’Ordine Nazionale dei Giornalisti di Bologna. Nel 1988 riceve dal Prefetto di Parma il Decreto Provinciale di Guardia Ecologica Giurata Volontaria. Nel 2000 ottiene il riconoscimento dell’Assessorato Regionale Ambiente dell’Emilia-Romagna, per la permanenza ultradecennale nel Volontariato nel servizio di Vigilanza ecologica.

Fonte: https://saluscienza.it/la-telomerasi-lenzima-dellimmortalita-cellulare/