Per comprendere meglio il ruolo dei batteri nella salute e nelle malattie, i ricercatori del National Institutes of Health hanno somministrato antibiotici ai moscerini della frutta e hanno monitorato l’attività nel corso della vita di centinaia di geni che secondo gli scienziati tradizionalmente controllano l’invecchiamento. Con loro sorpresa, gli antibiotici non solo hanno allungato la vita delle mosche, ma hanno anche cambiato drasticamente l’attività di molti di questi geni. I loro risultati hanno suggerito che solo il 30% circa dei geni tradizionalmente associati all’invecchiamento regolano l’orologio interno di un animale, mentre il resto riflette la risposta del corpo ai batteri:
“Per decenni gli scienziati hanno sviluppato un elenco di geni comuni per l’invecchiamento. Si pensa che questi geni controllino il processo di invecchiamento in tutto il regno animale, dai vermi ai topi agli esseri umani”, ha affermato Edward Giniger, Ph.D., ricercatore senior, presso il National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) del NIH e il senior autore dello studio pubblicato su iScience . “Siamo rimasti scioccati nello scoprire che solo il 30% circa di questi geni può essere direttamente coinvolto nel processo di invecchiamento. Speriamo che questi risultati aiutino i ricercatori medici a comprendere meglio le forze che sono alla base di diversi disturbi legati all’età”. I risultati sono avvenuti per caso. Il team del Dr. Giniger studia la genetica dell’invecchiamento in un tipo di moscerino della frutta chiamato Drosophila. In precedenza, il team ha mostrato come un sistema immunitario iperattivo può svolgere un ruolo critico nel danno neurale che è alla base di diversi disturbi cerebrali dell’invecchiamento. Tuttavia, quello studio non ha esaminato il ruolo che i batteri possono avere in questo processo.
Per testare questa idea, hanno allevato mosche maschi appena nati con antibiotici per prevenire la crescita dei batteri. All’inizio pensavano che gli antibiotici avrebbero avuto poco o nessun effetto. Ma, quando hanno guardato i risultati, hanno visto qualcosa di interessante. Gli antibiotici hanno allungato la vita della mosca di circa sei giorni, da 57 giorni per le mosche di controllo a 63 per quelle trattate. “Questo è un grande salto d’età per le mosche. Negli esseri umani, sarebbe l’equivalente di guadagnare circa 20 anni di vita”, ha detto Arvind Kumar Shukla, Ph.D., un borsista post-dottorato del team del Dr. Giniger e l’autore principale dello studio. “Siamo stati completamente colti alla sprovvista e ci siamo chiesti perché queste mosche impiegassero così tanto tempo a morire”.
Il dottor Shukla ei suoi colleghi hanno cercato indizi nei geni delle mosche. In particolare, hanno utilizzato tecniche genetiche avanzate per monitorare l’attività genica nelle teste di mosche di 10, 30 e 45 giorni. In uno studio precedente, il team ha scoperto collegamenti tra l’età di una mosca e l’attività di diversi geni. In questo studio, hanno scoperto che allevare le mosche con gli antibiotici ha rotto molti di questi collegamenti. Nel complesso, l’attività genica delle mosche alimentate con antibiotici è cambiata molto poco con l’età. Indipendentemente dalla loro età effettiva, le mosche trattate geneticamente sembravano mosche di controllo di 30 giorni. Ciò sembrava essere dovuto a una linea piatta nell’attività di circa il 70% dei geni esaminati dai ricercatori, molti dei quali si pensa controllino l’invecchiamento. “All’inizio, abbiamo avuto difficoltà a credere ai risultati. Molti di questi geni sono i classici segni distintivi dell’invecchiamento, eppure i nostri risultati suggeriscono che la loro attività è più una funzione della presenza di batteri piuttosto che del processo di invecchiamento”, ha affermato il dott. Shukla.
In particolare, questo includeva geni che controllano lo stress e l’immunità. I ricercatori hanno testato l’impatto che gli antibiotici hanno avuto su questi geni facendo morire di fame alcune mosche o infettando altre con batteri nocivi e non hanno trovato una chiara tendenza. Ad alcune età, gli antibiotici hanno aiutato le mosche a sopravvivere alla fame o all’infezione più a lungo del normale, mentre ad altre età i farmaci non hanno avuto effetto o hanno ridotto le possibilità di sopravvivenza. Ulteriori esperimenti hanno supportato i risultati. Ad esempio, i ricercatori hanno visto risultati simili sull’attività dei geni quando hanno impedito la crescita dei batteri allevando le mosche in un ambiente completamente sterile senza antibiotici. Hanno anche visto una tendenza simile quando hanno rianalizzato i dati di un altro studio che aveva allevato mosche con gli antibiotici. Ancora una volta, gli antibiotici hanno reciso molti dei legami tra l’invecchiamento e l’attività dei geni caratteristici. Infine, il team ha trovato una spiegazione del motivo per cui gli antibiotici hanno prolungato la vita delle mosche nel restante 30% dei geni analizzati. In breve, la velocità con cui l’attività di questi geni cambiava con l’età era più lenta del normale nelle mosche alimentate con antibiotici.
È interessante notare che molti di questi geni sono noti per controllare i cicli sonno-veglia, la rilevazione di odori e il mantenimento degli esoscheletri, o i gusci croccanti che avvolgono le mosche. Gli esperimenti sui cicli sonno-veglia hanno supportato il legame tra questi geni e l’invecchiamento. L’attività delle mosche sveglie è diminuita con l’età e questa tendenza è stata rafforzata trattando le mosche con antibiotici. “Abbiamo scoperto che ci sono alcuni geni che di fatto regolano l’orologio interno del corpo”, ha affermato il dott. Giniger. “In futuro, abbiamo in programma di individuare quali geni sono veramente legati al processo di invecchiamento. Se vogliamo combattere l’invecchiamento, dobbiamo sapere con precisione quali geni regolano l’orologio”. Questo studio è stato supportato dal NIH Intramural Research Program presso il NINDS.
