Secondo uno studio condotto da un team internazionale di ricercatori che ha osservato il processo di invecchiamento cerebrale del Killi turchese, piccolo pesce di acqua dolce, la sintesi proteica alterata è un fattore chiave nel declino cognitivo legato all’età, gettando le basi per lo sviluppo di terapie in grado di combattere e prevenire le malattie neurodegenerative nelle persone.
L’invecchiamento cerebrale è quel processo associato a cambiamenti nelle funzioni cognitive e strutturali del cervello che sono ben note e che si manifestano principalmente in malattie neurodegenerative, tra cui lamalattia di Alzheimer, lademenza vascolare, lademenza a corpi di Lewye lamalattia di Parkinson.
Ma quali meccanismi molecolari sottendono questi deficit? Finora gli studi hanno identificato diversi processi molecolari qualimutazioni del DNA,ridotta sintesi di RNAe proteine cerebrali,modifiche epigenetiche,perdita di solubilità di queste stesse proteinee unavarietà di diverse altre alterazioni molecolari. Tali fenomeni accadono però in contemporanea e ad oggi non è chiaro se e quale tra essi sia la prima causa dell’invecchiamento cerebrale e quale invece un effetto successivo.
Secondo loStudio“Altered translation elongation contributes to key hallmarks of aging in the killifish brain”, pubblicato sul numero del 31 luglio 2025 diSciencee condotto da un team internazionale coordinato dalla Scuola Normale Superiore di Pisacon il Laboratorio Bio@SNS, dall’Istituto Leibniz per lo studio dell’invecchiamento di Jena e dalla Stanford University, in collaborazione, anche con la Stazione Zoologica Anton Dohrn di Napoli e con l’Università di Trieste, unfenomeno di stallo nella sintesi delle proteinesarebbe il primum movens di questa cascata molecolare.
Questi risultati sono stati ottenuti attraverso l’osservazione del processo di invecchiamento cerebrale nel Nothobranchius furzeri (Killi turchese), un piccolo pesce annuale dell’Africa orientale, noto per la sua brevissima durata di vita in cattività (meno di un anno), e che il professore di Fisiologia alla Scuola Normale di Pisa Alessandro Cellerino, tra i coordinatori dello studio, ebbe l’intuizione di introdurre come nuovo modello per lo studio dell’invecchiamento oltre venti anni fa a Pisa. La brevissima vita di questi pesciolini e il fatto che l’organizzazione generale del loro cervello sia la stessa di tutti i vertebrati consente infatti di accorciare moltissimo i tempi ed i costi degli studi sull’invecchiamento senza perdere di rilevanza per l’uomo.
“Abbiamo scoperto un fenomeno di stallo nella sintesi delle proteine del cervello del Killifish anziano– ha spiegato Cellerino-La sintesi di tutte le proteine del nostro corpo è effettuata in ogni cellula dalle stesse macchine molecolari dette ribosomi. I ribosomi scorrono l’RNA e ‘leggono’ il messaggio genetico da essi portato traducendolo in proteine. Questo processo fondamentale è compromesso durante l’invecchiamento cerebrale”.
La sintesi, e quindi il ricambio di proteine, ha un ruolo fondamentale per la funzionalità cerebrale in quanto i neuroni non sono soggetti a ricambio durante la vita e neuroni con proteine danneggiate non possono essere sostituiti. La sintesi proteica, inoltre, consuma una quota significativa dell’energia a disposizione delle cellule.
“Abbiamo osservato che con il progredire dell’età i ribosomi non scorrono più liberamente ma ‘stallano’, ovvero si bloccano in posizioni precise lungo gli RNA, generando proteine incomplete– ha spiegato ancora Cellerino –Queste proteine ‘missed in translation’ hanno una bassa solubilità e tendono quindi a precipitare all’interno della cellula. Ma la scoperta sorprendete è che non tutti gli RNA sono soggetti a questo fenomeno nello stesso modo e lo stallo dei ribosomi mostra una chiara specificità: le proteine colpite sono quelle che costituiscono i ribosomi stessi. che quindi diminuiscono di numero generando un circolo vizioso, e le proteine che legano il DNA o l’RNA, impattando altri meccanismi colpiti dall’invecchiamento come la riparazione dei danni al DNA e la sintesi di RNA e proteine”.
Per escludere la possibilità che la perdita di proteine non fosse dovuta a un aumento della degradazione, il team ha bloccato specificamente il proteasoma, il “sistema di smaltimento dei rifiuti” cellulare che garantisce la qualità delle proteine scomponendo quelle danneggiate, mal ripiegate o non più necessarie,contribuendo così a mantenere la funzionalità e la stabilità dei processi cellulari.
“Sebbene questo abbia modificato il proteoma, la perdita di proteine basiche è rimasta– ha sottolineatoAntonio Marino, ricercatore presso il Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute (FLI) e co-autore principale dello Studio –Quindi, non si sono degradate, ma apparentemente non prodotte correttamente fin dall’inizio. Questo ha confermato la nostra ipotesi che la causa risieda a livello di traduzione, ovvero nella biosintesi proteica”.
Sullo stesso numero di Science, l’articolo “Translational traffic jam in aging brains”, correlatoallo studiosull’invecchiamento del cervello dei killifish, gli autori, ricercatori dell’Université de Sherbrooke(Quebec – Canada), hanno osservato che “un passo successivo fondamentale sarà determinare se questi meccanismi sono conservati nei mammiferi, in particolare negli esseri umani, dove il controllo traslazionale è strettamente legato alla neurodegenerazione e ad altre malattie legate all’età“, poiché gli studi in questo ambito “potrebbero informare lo sviluppo di strategie farmacologiche per modificare la proteostasi con l’obiettivo di ritardare l’insorgenza di patologie legate all’età e, in definitiva, prolungare gli anni di vita in buona salute“.
Immagine di copertina: Fonte BioTecniques