La natura non distribuisce i suoi doni gratuitamente. Ogni vantaggio sembra portare con sé un prezzo da pagare e una ricerca israeliana pubblicata sulla rivista Nature Communications offre oggi una delle dimostrazioni più convincenti di questa regola, individuando un gene che accelera la crescita e la maturazione sessuale ma che, allo stesso tempo, riduce l’aspettativa di vita e aumenta il rischio di tumori.
Lo studio è stato condotto da un gruppo di ricercatori dell’Università Ebraica di Gerusalemme guidato dal professor Itamar Harel, genetista del Dipartimento di Genetica dell’Istituto Silberman, in collaborazione con il Technion e con l’Università dell’East Anglia nel Regno Unito. Al centro della ricerca si trova il gene VGLL3, già noto per il suo coinvolgimento nello sviluppo puberale degli esseri umani e associato anche ad altre caratteristiche biologiche come altezza e peso corporeo.
Per comprendere il suo ruolo gli scienziati hanno utilizzato il killifish turchese africano, un piccolo pesce che negli ultimi anni è diventato uno dei modelli preferiti dagli studiosi dell’invecchiamento. La ragione è semplice. Pur essendo un vertebrato come l’uomo, completa il proprio ciclo vitale in appena quattro-sei mesi e sviluppa in tempi rapidissimi molte delle patologie e dei fenomeni tipici della vecchiaia umana.
Attraverso la tecnologia di editing genetico CRISPR, il gruppo di ricerca ha modificato il gene VGLL3 osservando conseguenze sorprendenti. I pesci crescevano più rapidamente, raggiungevano prima la maturità sessuale e mostravano una maggiore capacità riproduttiva. Dal punto di vista evolutivo sembrava un successo completo. Gli animali diventavano più forti, più grandi e più efficienti nel trasmettere il proprio patrimonio genetico.
L’altra faccia della medaglia è emersa poco dopo. Gli stessi esemplari che godevano di questi vantaggi precoci hanno iniziato a mostrare un invecchiamento accelerato. Cataratta, perdita di massa muscolare, declino della fertilità, deterioramento delle capacità cognitive e un aumento significativo dell’incidenza di tumori simili al melanoma sono comparsi molto prima rispetto agli altri pesci.
I dati raccolti indicano una riduzione della durata della vita pari al 15 per cento nei maschi e al 7 per cento nelle femmine. Una differenza enorme per una specie il cui intero ciclo biologico si misura in pochi mesi.
Secondo Harel, il risultato più interessante riguarda proprio il legame tra crescita e invecchiamento. Lo stesso meccanismo cellulare che in un organismo giovane favorisce sviluppo e maturazione può trasformarsi, con il passare del tempo, in un fattore che facilita la comparsa di malattie e tumori. In altre parole, alcuni processi biologici che garantiscono successo nelle prime fasi della vita finiscono per diventare dannosi nelle fasi successive.
La scoperta fornisce una conferma sperimentale particolarmente solida della teoria della pleiotropia antagonistica formulata nel 1957 dal biologo americano George C. Williams. Secondo questa ipotesi, l’evoluzione tende a favorire geni che aumentano le probabilità di sopravvivenza e riproduzione durante la giovinezza, anche quando tali geni provocano effetti negativi nella vecchiaia. Poiché la selezione naturale agisce soprattutto prima e durante l’età riproduttiva, i danni che compaiono molti anni dopo esercitano una pressione evolutiva molto più debole.
Il professor Haim Cohen, direttore del Sagol Healthy Human Longevity Center dell’Università Bar-Ilan, ha definito il lavoro particolarmente importante perché finora prove dirette di questo meccanismo erano state osservate soprattutto in organismi molto semplici come vermi e moscerini. Lo studio israeliano fornisce invece una dimostrazione in un vertebrato, avvicinando notevolmente il modello agli esseri umani.
L’aspetto forse più promettente della ricerca riguarda le sue possibili applicazioni future. Gli scienziati non stanno necessariamente cercando di allungare indefinitamente la vita umana. L’obiettivo dichiarato è aumentare gli anni vissuti in buona salute, riducendo il periodo di fragilità e malattia che spesso accompagna l’invecchiamento.
Se i ricercatori riuscissero a separare gli effetti benefici del gene nelle prime fasi della vita dalle sue conseguenze dannose in età avanzata, si potrebbe aprire una strada completamente nuova nella prevenzione dei tumori e delle patologie legate all’età.
Per Harel la questione va oltre il singolo gene. Alcune specie, come lo squalo della Groenlandia, possono vivere fino a cinque secoli. Altre, come il killifish studiato nel laboratorio di Gerusalemme, percorrono l’intero arco della loro esistenza nel giro di pochi mesi. Comprendere i meccanismi che regolano queste differenze significa affrontare una delle domande più profonde della biologia moderna: perché alcuni organismi sono costruiti per durare così a lungo mentre altri consumano la propria vita a una velocità impressionante.
La risposta potrebbe trovarsi proprio nel delicato equilibrio tra i vantaggi della giovinezza e il prezzo che la natura presenta, inevitabilmente, negli anni successivi.