L'invecchiamento può essere descritto come un processo multifattoriale derivante dall'interazione di fattori sia genetici che ambientali, ed è caratterizzato dall'insorgenza di diverse malattie legate all'età (AgingRelatedDiseases, ARD) quali per esempio malattie cardiovascolari, disturbi neurodegenerativi e cancro. Con l¿estensione dell'aspettativa di vita umana, il numero di pazienti con ARD aumenta rapidamente e rappresenta una sfida ai sistemi sanitari a livello globale.
Il costo e le problematiche etiche legate agli studi sull¿invecchiamento umano e le ARD, portano all¿impiego di sistemi modello, i quali possono fornire risposte circa i meccanismi di base che sono facilmente traslabili ai meccanismi umani.
I lieviti S. cerevisiae e K. lactis, insieme al nematode C. elegans, sono da tempo utilizzati come modelli uni e pluricellulari e hanno fornito molte risposte ad interrogativi complessi prontamente traslate nei metazoi.
Il presente progetto si propone di studiare l¿effetto dello stress sull¿invecchiamento e sulle malattie ad esso correlate in sistemi modello. Inoltre, si vuole verificare il ruolo del processo autofagico nel corso dell¿invecchiamento.
I risultati ottenuti utilizzando diversi modelli sperimentali hanno mostrato che il rapporto ROS-invecchiamento è estremamente complesso. Infatti, basse concentrazioni di ROS sono necessarie per indurre le difese antiossidanti che proteggono la cellula dai danni ossidativi e ne promuovono la longevità. D¿altra parte, se i livelli di ROS superano le capacità protettive degli antiossidanti, si instaureranno dei danni ossidativi che determineranno l¿acceleramento del processo di invecchiamento e lo sviluppo di malattie ad esso correlate. I meccanismi molecolari della risposta allo stress ossidativo nella biologia dell¿invecchiamento non sono ancora stati del tutto compresa e l¿uso di modelli semplici può essere di grande aiuto per dipanare questi interrogativi.
Studi sul lievito hanno contribuito largamente alle nostre conoscenze sui processi di invecchiamento e l¿instaurarsi di malattie (Eleutherio et al 2018). Le risposte allo stress ossidativo sono conservate nel corso dell¿evoluzione dal lievito all¿uomo. La ridotta ridondanza genetica in lievito consente di visualizzare facilmente gli effetti di una mutazione o dell¿assenza di un gene. Tramite la manipolazione delle condizioni di crescita, il lievito può utilizzare il solo metabolismo fermentativo o quello respiratorio. Questa flessibilità metabolica facilita la comprensione dei meccanismi coinvolti nell¿acquisizione della tolleranza allo stress ossidativo. Inoltre, i database di lievito sono i più completi di tutti i modelli eucariotici e consentono di affrontare indagini genomiche ad alta prestazione.
L'uso di tre organismi modello nel nostro progetto di ricerca rappresenta un elemento di innovazione in quanto i risultati ottenuti possono essere validati su più modelli, fornendo una conoscenza prontamente traslabile ad altri modelli eucariotici.