Professore di Biogerontologia, Università di BrightonRichard Faragher non lavora, consulta, possiede azioni o riceve finanziamenti da qualsiasi azienda o organizzazione che potrebbe trarre vantaggio da questo articolo e non ha rivelato affiliazioni rilevanti oltre alla loro nomina accademica.L'Università di Brighton fornisce finanziamenti come membro di The Conversation UK.Fare un farmaco è come tentare di scassinare una serratura a livello molecolare.Ci sono due modi in cui puoi procedere.Puoi provare migliaia di chiavi diverse a caso, sperando di trovarne una adatta.L'industria farmaceutica lo fa continuamente, a volte esaminando centinaia di migliaia di composti per vedere se interagiscono con un determinato enzima o proteina.Ma sfortunatamente non è sempre efficiente: ci sono più forme di molecole di farmaci di quanti secondi siano trascorsi dall'inizio dell'universo.In alternativa, come un cracker sicuro, puoi radiografare la serratura che vuoi aprire e calcolare la probabile forma della chiave dalle immagini che ottieni.Questo è molto più efficace per scoprire i farmaci, poiché puoi utilizzare modelli computerizzati per identificare i composti promettenti prima che i ricercatori entrino in laboratorio per trovare quello migliore.Ora uno studio, pubblicato su Nature, presenta immagini dettagliate di un cruciale enzima anti-età noto come telomerasi, alimentando la speranza che si possa presto rallentare l'invecchiamento e curare il cancro.Ogni organismo impacchetta il suo DNA in cromosomi.In batteri semplici come E. coli questo è un unico piccolo cerchio.Organismi più complessi hanno molto più DNA e più cromosomi lineari (22 paia più cromosomi sessuali).Questi probabilmente sono apparsi perché hanno fornito un vantaggio evolutivo, ma hanno anche un aspetto negativo.Alla fine di ogni cromosoma c'è un cappuccio protettivo chiamato telomero.Tuttavia, la maggior parte delle cellule umane non può copiarle, il che significa che ogni volta che si dividono, i loro telomeri si accorciano.Quando i telomeri diventano troppo corti, la cellula entra in uno stato tossico chiamato "senescenza".Se queste cellule senescenti non vengono eliminate dal sistema immunitario, iniziano a compromettere la funzione dei tessuti in cui risiedono.Per millenni, gli esseri umani hanno percepito nel tempo questo graduale compromesso nella funzione dei tessuti senza capire cosa lo causasse.L'abbiamo chiamato semplicemente invecchiamento.Inserisci la telomerasi, un enzima specializzato nella riparazione dei telomeri in due parti, in grado di aggiungere DNA alle punte dei cromosomi.La prima parte è una proteina chiamata TERT che fa la copia.Il secondo componente è chiamato TR, un piccolo pezzo di RNA che funge da modello.Insieme, questi formano la telomerasi, che si muove su e giù alle estremità dei cromosomi, copiando il modello.In fondo, un telomero umano è costituito da circa 3.000 copie della sequenza di DNA “TTAGGG” – depositate e mantenute dalla telomerasi.Ma purtroppo, la produzione di TERT è repressa nei tessuti umani ad eccezione degli spermatozoi, delle uova e di alcune cellule immunitarie.Gli organismi regolano il loro mantenimento dei telomeri in questo modo perché stanno camminando su una corda tesa biologica.Da un lato, hanno bisogno di sostituire le cellule che perdono nel corso della loro vita quotidiana ordinaria con la divisione cellulare.Tuttavia, qualsiasi cellula con una capacità illimitata di dividersi è il seme di un tumore.E si scopre che la maggior parte dei tumori umani ha telomerasi attiva e telomeri più corti rispetto alle cellule che li circondano.Ciò indica che la cellula da cui provenivano si è divisa normalmente, ma ha poi rilevato una mutazione che ha riattivato TERT.Il cancro e l'invecchiamento sono facce della stessa medaglia e la telomerasi, in generale, sta facendo il salto di qualità.Inibisci la telomerasi e hai un trattamento per il cancro, attivalo e previeni la senescenza.Questa, almeno, è la teoria.I ricercatori dietro il nuovo studio non sono stati solo in grado di ottenere la struttura di una parte dell'enzima, ma dell'intera molecola mentre funzionava.Questo è stato un tour de force che ha coinvolto l'uso della microscopia crioelettronica, una tecnica che utilizza un raggio di elettroni (piuttosto che luce) per acquisire migliaia di immagini dettagliate di singole molecole da diverse angolazioni e combinarle computazionalmente.Prima dello sviluppo di questo metodo, per il quale gli scienziati hanno vinto il Premio Nobel l'anno scorso, era necessario cristallizzare le proteine ​​per immaginarle.Questo in genere richiede migliaia di tentativi e molti anni di tentativi, se funziona.TERT stesso è una grande molecola e sebbene abbia dimostrato di allungare la durata della vita quando viene introdotto nei topi normali utilizzando la terapia genica, questo è tecnicamente impegnativo e irto di difficoltà.I farmaci che possono attivare l'enzima che lo produce sono di gran lunga migliori, più facili da somministrare e più economici da produrre.Conosciamo già alcuni composti per inibire e attivare la telomerasi, scoperti attraverso l'ingombrante processo di screening casuale dei farmaci.Purtroppo non sono molto efficienti.Alcuni degli studi più provocatori riguardano il composto TA-65 (cicloastragenolo), un prodotto naturale che allunga i telomeri sperimentalmente ed è stato affermato che mostri benefici nella degenerazione maculare allo stadio iniziale (perdita della vista).Di conseguenza, TA65 è stato venduto su Internet e ha avviato almeno una causa (successivamente respinta) per affermazioni di aver causato il cancro in un utente.Questa triste storia illustra un importante messaggio di salute pubblica riassumibile semplicemente come "non provate questo a casa, gente".Gli inibitori della telomerasi che conosciamo finora, tuttavia, hanno un reale beneficio clinico in vari tipi di cancro, in particolare in combinazione con altri farmaci.Tuttavia, le dosi richieste sono relativamente elevate.Il nuovo studio è estremamente promettente perché, conoscendo la struttura della telomerasi, possiamo utilizzare modelli computerizzati per identificare gli attivatori e gli inibitori più promettenti e quindi testarli per trovare quelli più efficaci.Questo è un processo molto più rapido rispetto al provare casualmente diverse molecole per vedere se funzionano.Quindi fino a dove potremmo andare?In termini di cancro, è difficile dirlo.Il corpo può facilmente diventare resistente ai farmaci antitumorali, compresi gli inibitori della telomerasi.Le prospettive di rallentamento dell'invecchiamento in assenza di cancro sono in qualche modo più facili da stimare.Nei topi, l'eliminazione delle cellule senescenti o il dosaggio della telomerasi (terapia genica) danno entrambi un aumento della durata della vita dell'ordine del 20%, nonostante siano tecniche inefficienti.Può darsi che a un certo punto altri meccanismi di invecchiamento, come l'accumulo di proteine ​​danneggiate, inizino a entrare in gioco.Ma se riuscissimo a fermare il tipo di invecchiamento causato dalle cellule senescenti utilizzando l'attivazione della telomerasi, potremmo iniziare a dedicare tutti i nostri sforzi ad affrontare questi ulteriori processi di invecchiamento.Ci sono tutte le ragioni per essere ottimisti sul fatto che presto potremmo vivere una vita molto più lunga e più sana di quella che facciamo oggi.Elezioni australiane: come sta cambiando il panorama politico del paese — VictoriaProgramma di masterclass per donne culturalmente diverse — Monash Business School, VictoriaLa politica con il podcast di Michelle Grattan — Territorio della capitale australianaPensiero oceanico — Brisbane, QueenslandAlzare l'asticella: Home Edition — Auckland, AucklandCopyright © 2010–2022, The Conversation Media Group Ltd