Un pesce che invecchia in mesi rivela come invecchiano i reni

La ricerca posiziona inoltre il killifish turchese africano come un nuovo prezioso strumento per esplorare come gli organi cambiano con l’età e per testare rapidamente trattamenti che potrebbero aiutare a preservare la salute degli organi più avanti nella vita.

Un pesce che ricrea decenni di invecchiamento in mesi

Il killifish turchese africano è tra i vertebrati che invecchiano più rapidamente conosciuti, vivendo solo dai quattro ai sei mesi. In questo studio, un team internazionale di 13 scienziati del Laboratorio biologico MDI, della Scuola medica di Hannover e del Colby College ha scoperto che il pesce sviluppa nel tempo cambiamenti renali che assomigliano molto a quelli osservati nei reni umani che invecchiano.

Man mano che i pesci crescevano, i loro reni mostravano una perdita di minuscoli vasi sanguigni, danni alla barriera di filtrazione, aumento dell’infiammazione e interruzioni nel modo in cui le cellule renali producono e regolano l’energia. Questi cambiamenti sono caratteristiche ben note dell’invecchiamento e delle malattie renali negli esseri umani.

Poiché i pesci sperimentano questi processi così rapidamente, i ricercatori possono osservare l’intera progressione dell’invecchiamento renale in breve tempo. Ciò rende possibile testare potenziali terapie molto più velocemente che negli animali più longevi come i topi.

Un farmaco ampiamente utilizzato esaminato da una nuova prospettiva

Dopo aver stabilito che il killifish rappresenta un modello di invecchiamento affidabile, i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione agli inibitori del cotrasportatore sodio-glucosio-2 (SGLT2). Questi farmaci sono comunemente prescritti per il trattamento delle malattie cardiache legate al diabete e della malattia renale cronica.

« Questi farmaci sono già noti per proteggere il cuore e i reni nei pazienti con e senza diabete », ha affermato Hermann Haller, MD, autore senior dello studio e presidente del Laboratorio biologico MDI. « Ciò che è stato meno chiaro è come lo fanno. »

Lo studio ha dimostrato che i pesci trattati con inibitori SGLT2 mantenevano i reni più sani man mano che invecchiavano. I loro reni conservavano reti di capillari più dense, barriere di filtrazione più forti e una produzione di energia più stabile all’interno delle cellule.

Il trattamento ha inoltre contribuito a preservare la comunicazione tra diversi tipi di cellule renali e a ridurre l’attività infiammatoria legata all’età a livello genetico.

« Insieme, questi effetti a monte forniscono una spiegazione biologica per le osservazioni cliniche secondo cui i benefici degli inibitori SGLT2 spesso superano quanto ci si aspetterebbe dal solo controllo del glucosio », ha affermato Haller. « Essi aiutano a spiegare perché questi farmaci riducono costantemente gli eventi renali e cardiovascolari in diverse popolazioni di pazienti ».

Preservare i vasi sanguigni e l’energia cellulare

Nei pesci non trattati, uno dei segni più evidenti di declino renale era la graduale perdita di capillari, un processo noto come rarefazione vascolare. Con la scomparsa di questi piccoli vasi sanguigni, le cellule renali hanno abbandonato la produzione efficiente di energia basata sui mitocondri e si sono affidate maggiormente a sistemi di backup meno efficaci.

I pesci che hanno ricevuto gli inibitori SGLT2 hanno mostrato un modello molto diverso. I loro reni conservavano reti capillari più sane e mostravano un’attività genetica che corrispondeva più da vicino a quella degli animali più giovani. Questi cosiddetti “profili trascrizionali giovanili” erano collegati a un migliore metabolismo energetico e a livelli più bassi di infiammazione.

Accelerare la ricerca sull’invecchiamento con rilevanza umana

La prima autrice dello studio, Anastasia Paulmann, MD, ha precedentemente lavorato come ricercatrice post-dottorato presso MDI Bio Lab e ricopre anche una posizione clinica presso la Hannover Medical School. Ha fondato e mantenuto la colonia di killifish presso il Kathryn W. Davis Center for Regenerative Biology and Aging del laboratorio. Secondo Paulmann, il modello offre un modo efficace per accelerare la ricerca sull’invecchiamento mantenendola strettamente connessa alla salute umana.

« Vedere questi effetti emergere così chiaramente in un modello di invecchiamento rapido come il nostro killifish è stato sorprendente », ha detto Paulmann. « Ciò che mi ha colpito di più è stato il modo in cui un farmaco apparentemente semplice influenza così tanti sistemi interconnessi all’interno del rene: dai vasi sanguigni e il metabolismo energetico all’infiammazione e alla funzione generale. »

Condensando decenni di invecchiamento renale in pochi mesi, il modello fornisce un modo pratico per valutare come i trattamenti esistenti e sperimentali influenzano la resilienza degli organi nel tempo. Questo approccio può aiutare i ricercatori a identificare le terapie più promettenti prima di trasferirle negli studi clinici sull’uomo.

Il team prevede studi di follow-up per determinare se gli inibitori SGLT2 possono aiutare a riparare il tessuto renale dopo che si è già verificato il danno legato all’età. Mirano anche a esplorare come i tempi e la durata del trattamento influenzano i risultati a lungo termine.

Questo lavoro futuro sarà supportato da strutture di laboratorio ampliate e rinnovate presso l’MDI Bio Lab come parte dell’iniziativa MDI Bioscience dell’istituto, che si concentra sulla traduzione delle scoperte scientifiche di base in strategie che migliorano la salute umana.

Questa ricerca è stata supportata dal National Institutes of Health (P30GM154610, P20GM203423), dal Morris Discovery Fund, dalla Scott R. McKenzie Foundation e dal MDI Biological Laboratory.