Una ricerca statunitense mostra come il ritmo circadiano, l’orologio interno che regola il nostro organismo durante le 24 ore della giornata, potrebbe avere un ruolo anche nel metabolismo e nell’espansione delle cellule staminali della pelle, potenzialmente accelerando l’invecchiamento cutaneo. Ad affermarlo è un gruppo di ricercatori dell’Università della California – Irvine (UCI), che ha pubblicato il risultato su Cell Reports.
Lo studio, condotto su animali, è stato realizzato da Bogi Andersen, Professore di Chimica biologica e Medicina, ed Enrico Gratton, Professore di Ingegneria biomedica, insieme ad un team di ricerca. Il lavoro ha preso in considerazione l’epidermide, lo strato più esterno della pelle, che viene mantenuto e si rimargina attraverso cellule staminali.
Il ritmo circadiano presiede un ciclo che si ripete ogni 24 ore e che è importante per alcuni noti processi fisiologici, quali il ciclo sonno-veglia o la produzione di alcuni ormoni (nell’uomo). Il ritmo circadiano ha un impatto, ben conosciuto dalla scienza, sul riposo notturno, sui comportamenti correlati all’alimentazione e su meccanismi del metabolismo legati al mangiare e al digiuno. Non è altrettanto nota l’azione di questo processo sulla funzione delle cellule staminali della pelle: proprio per questo, gli scienziati hanno deciso di studiarla, mediante una tecnica imaging di microscopia di ‘eccitazione a due fotoni’ e fluorescenza.
L’analisi, avvenuta presso il Laboratorio di Fluorescence Dynamics nel Dipartimento di Ingegneria Biomedica dell’Università UCI, è volta ad analizzare lo stato metabolico di singole cellule all’interno dell’ambiente nativo nei tessuti viventi.
I ricercatori hanno scoperto che il ritmo circadiano regola una forma di metabolismo intermedio in queste cellule staminali, nella fosforilazione ossidativa (importante reazione del metabolismo cellulare): in questa fase, tale metabolismo crea radicali liberi a contenuto di ossigeno che possono danneggiare il DNA della cellula staminale o altri componenti della cellula. Infatti, secondo alcune teorie, l’invecchiamento della pelle viene causato proprio dal danno biologico dovuto ai radicali liberi indotti da questo tipo di metabolismo.
“I nostri dati mostrano che, nella proliferazione delle cellule staminali, il ritmo circadiano coordina le attività della fosforilazione ossidativa e della glicolisi con la sintesi del DNA, forse quale meccanismo protettivo contro la genotossicità”, si legge nello studio.
In base alla ricerca dell’Università UCI, il ritmo circadiano potrebbe spostare la regolazione dei tempi (la ‘tabella di marcia’) legata alla divisione cellulare.
Altre ricerche su animali hanno collegato tale invecchiamento cutaneo con l’interruzione del ritmo circadiano: Andersen afferma che l’accelerazione dell’invecchiamento potrebbe essere causata da un’asincronia nei cicli del metabolismo cellulare e della proliferazione cellulare nelle cellule staminali.
"I nostri studi sono stati condotti su topi, ma la maggiore implicazione del lavoro si riferisce al fatto che interruzioni del ritmo circadiano sono molto comuni nella società moderna e una conseguenza di tale perturbazione potrebbe consistere in una funzione anomala delle cellule staminali e un invecchiamento accelerato", ha spiegato. Dunque, se confermato anche nell'uomo, questo ruolo del ritmo circadiano all'interno del metabolismo di queste cellule potrebbe avere come conseguenza quella di intervenire anche nell'invecchiamento della pelle, accelerandolo, come spiega l'esperto. Questo dato è ancora da studiare.
Andersen aggiunge che è possibile che gli studi futuri possano presentare intuizioni terapeutiche a partire da questa ricerca.
Viola Rita
*Chiara Stringari et al., In Vivo Single-Cell Detection of Metabolic Oscillations in Stem Cells. Cell Reports, 2014; DOI: 10.1016/j.celrep.2014.12.007
