Le mutazioni somatiche si accumulano nelle cellule sane per tutta la vita. Sono alla base dello sviluppo del cancro e, per decenni, si è ipotizzato che contribuiscano all'invecchiamento. Lo studio diretto delle mutazioni somatiche nei tessuti normali è stato impegnativo a causa della difficoltà di rilevare quelle presenti in singole cellule o piccoli cloni in un tessuto. Solo i recenti sviluppi tecnologici, come l'espansione in vitro di singole cellule in colonie, la microdissezione di unità istologiche, il sequenziamento di singole cellule o singole molecole, stanno iniziando a rendere possibile lo studio delle mutazioni somatiche nei tessuti normali.
Le mutazioni sono cambiamenti casuali nel DNA e, successivamente, nei geni. Questi sono segmenti di DNA. Alcune mutazioni, quelle somatiche, si verificano in un individuo per tutta la vita. Le mutazioni che si acquisiscono nel corso della propria vita possono influenzare l'invecchiamento.
Gli studi più recenti rivelano come, con l'avanzare dell'età, alcuni tessuti umani siano colonizzati da cellule mutanti che contengono mutazioni che causano il cancro e come questa composizione clonale cambi con l'età e la malattia. Ad eccezione di alcuni studi iniziali, si sa molto meno sulla mutazione somatica in altre specie.
Ora, una nuova ricerca pubblicata sulla rivista specializzata Nature conduce una massiccia indagine sulle mutazioni somatiche in molte specie appartenenti ai mammiferi. Il confronto di questi processi in questi animali getta nuova luce su domande di vecchia data sul ruolo dei cambiamenti genetici nel cancro e nell'invecchiamento. I ricercatori hanno scoperto che, nonostante le ampie variazioni nelle dimensioni e nell'aspettativa di vita tra gli animali, finiscono la loro vita con un numero simile di cambiamenti genetici. Questo è il primo studio nel suo genere per confrontare i cambiamenti nelle diverse specie animali.
Il team di ricercatori ha analizzato i genomi di 16 specie di mammiferi, tra cui topi e giraffe. La sua analisi ha concluso che più a lungo vive una specie, più lenta è la velocità con cui si verificano le mutazioni. Questo risultato è legato al rapporto tra loro e l'invecchiamento. Le mutazioni somatiche possono essere da 20 a 50 all'anno negli esseri umani, la maggior parte delle quali sono innocue, poche possono avere un impatto che porta una cellula al percorso del cancro o la deraglia dal suo normale funzionamento. È stato ipotizzato dal 1950 che queste mutazioni dovrebbero avere un ruolo nell'invecchiamento. Tuttavia, lo studio delle mutazioni somatiche è rimasto difficile fino a poco tempo fa.
C'è un altro aspetto che la stessa squadra ha affrontato: il paradosso di Peto. I tumori si sviluppano da mutazioni in una singola cellula. Teoricamente, le specie che hanno corpi grandi o un numero maggiore di cellule dovrebbero avere maggiori probabilità di sviluppare il cancro. In realtà, tuttavia, lo sviluppo del cancro è in gran parte indipendente dalle dimensioni del corpo. Potrebbe essere un altro modo per impedire agli animali più grandi di sviluppare modi superiori per prevenire il cancro.
Ma resta da dimostrare se un meccanismo di prevenzione del cancro negli animali più grandi sia una riduzione delle mutazioni somatiche nei tessuti. Il nuovo studio ha tentato di affrontare queste preoccupazioni con l'aiuto di nuovi metodi che coprono una vasta gamma di vite e dimensioni. Hanno sequenziato i genomi di 208 campioni di una ghiandola trovata nell'intestino di 48 individui e hanno tentato di misurare i tassi di mutazione nelle singole cellule intestinali. I modelli di mutazione hanno rivelato alcuni aspetti dei processi in atto. I ricercatori hanno scoperto che le mutazioni somatiche si sono accumulate linearmente nel tempo e, cosa più interessante, sono state causate da meccanismi quasi simili in tutte le specie, compresi gli umani. Il fatto intrigante è che i meccanismi quasi universali coprivano specie con abitudini alimentari e di vita completamente diverse.
L'evidenza che i ricercatori ritengono che colleghi la mutazione somatica all'invecchiamento è che il tasso di mutazioni è diminuito con l'aumentare dell'aspettativa di vita delle specie. Alex Cagan, primo autore dello studio e del Wellcome Sanger Institute di Hinxton, Regno Unito, ha dichiarato che: «È stato sorprendente trovare un modello simile di cambiamenti genetici negli animali diversi l'uno dall'altro come un topo e una tigre. Ma l'aspetto più eccitante dello studio ha a che fare con la scoperta che l'aspettativa di vita è inversamente proporzionale al tasso di mutazione somatica. Ciò suggerisce che le mutazioni somatiche possono avere un ruolo nell'invecchiamento, sebbene possano difficilmente essere possibili spiegazioni alternative. Nei prossimi anni, sarà affascinante ampliare questi studi a specie ancora più diverse, come insetti o piante».
Al di là delle conclusioni ottenute, la risposta al paradosso di Peto continua ad attendere una soluzione definitiva, poiché i ricercatori non sono ancora stati in grado di trovare alcuna associazione significativa tra il tasso di mutazioni somatiche e la massa corporea nonostante abbiano indizi di mutazioni somatiche che influenzano la durata della vita. Questa è la sfida che devono affrontare nella fase successiva della loro analisi.
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