Scoperto il meccanismo cellulare che regola la vitalità dei capelli / The cellular mechanism that regulates hair vitality has been discovered

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

(Foto: Istituto Italiano di Tecnologia)

La ricerca pubblicata su Plos Biology e supportata da AIRC ha risvolti anche in campo oncologico per lo studio di nuovi composti terapeutici

L’autofagia è un meccanismo delle cellule per smaltire materiale tossico o danneggiato, che negli animali ha un ruolo protettivo nei confronti di diverse patologie e nel prolungamento della durata di vita. In una ricerca appena pubblicata sulla rivista Plos Biology, il gruppo di Benedetto Grimaldi dell’IIT-Istituto Italiano di Tecnologia a Genova, in collaborazione con l’Università di Manchester, ha individuato un esempio di autofagia nell’uomo la quale è collegata alla vitalità di un particolare organo del corpo: il follicolo umano dei capelli. La scoperta ha risvolti nel campo cosmetico per individuare trattamenti per i capelli, ma anche oncologico: i “capelli di laboratorio” rappresentano un modello preclinico per valutare direttamente sull’uomo l’efficacia di nuovi composti terapeutici per la cura e la prevenzione dei tumori. La ricerca è stata supportata da AIRC.

Grazie all’autofagia le cellule intrappolano all’interno di vescicole le sostanze tossiche prodotte a seguito di un’esposizione ad agenti chimici, come per esempio i farmaci, o ambientali come le radiazioni ultraviolette, per poi degradarle in materiale non tossico che possono utilizzare come nutrimento. Tale meccanismo, oltre ad avere un ruolo protettivo nei confronti di diverse patologie, quali malattie cardiovascolari, disordini neurodegenerativi e sviluppo di tumori, si osserva a livelli aumentati durante un regime alimentare di restrizione calorica, che prolunga la vitalità di molti animali, suggerendo una connessione tra autofagia e prolungamento della durata della vita.

La valutazione dell’importanza dell’autofagia nell’uomo è oggi resa difficile dalla mancanza di modelli sperimentali umani che ne consentano lo studio. La ricerca del gruppo di Grimaldi stabilisce un primo modello con cellule umane, studiando una parte specifica dell’uomo, il capello. Quando il capello viene tolto dal suo ambiente naturale e cresciuto in laboratorio, continua a svolgere la maggior parte delle sue attività andando incontro ad un “ciclo di vita” composto da una fase di “benessere e accrescimento” seguita da una fase di “invecchiamento e morte”. La ricerca mostra che l’autofagia ha un ruolo fondamentale nel mantenere vivo il capello.

I ricercatori hanno osservato due situazioni differenti. Da una parte, hanno rimosso il meccanismodell’autofagia con modifiche genetiche delle cellule dei capelli e in queste condizioni hanno notato un velocizzarsi della fase di invecchiamento e di morte. Dall’altra parte, hanno analizzato l’azione di alcune sostanze naturali in grado di aumentare il processo autofagico nel capello, riscontrando un prolungamento della durata della fase di benessere e accrescimento. In particolare, i ricercatori hanno utilizzato una delle sostanze che nei modelli animali mimano gli effetti di “pro-longevità” scaturiti durante la restrizione calorica, evidenziando così che anche nell’uomo l’autofagia ha un’azione di anti-invecchiamento.

I risvolti dello studio potrebbero essere in ambito cosmetico e terapeutico: prodotti che stimolano l’autofagia possono ritardare la caduta dei capelli o proteggerli da stress chimici associati a terapie farmacologiche. Un esempio è l’alopecia, un effetto collaterale causato da molti farmaci antitumorali. La ricerca ha, inoltre, una rilevanza più estesa in ambito medico e farmacologico, poiché fornisce un modello “umano” su cui testare direttamente l’efficacia di composti naturali o sintetici che, agendo sul processo autofagico, possono essere utilizzati per la cura e la prevenzione di diverse patologie, inclusi i tumori. I “capelli di laboratorio” forniscono un ottimale modello preclinico per valutare l’efficacia e i potenziali effetti dannosi di queste sostanze direttamente in un tessuto umano.

ENGLISH

The research published on Plos Biology and supported by AIRC has also implications in the field of oncology for the study of new therapeutic compounds

Autophagy is a mechanism of cells to dispose of toxic or damaged material, which in animals has a protective role against various diseases and prolonged life span. In a research just published in the journal Plos Biology, the group of Benedetto Grimaldi of the IIT-Italian Institute of Technology in Genoa, in collaboration with the University of Manchester, has identified an example of autophagy in humans which is linked to the vitality of a particular organ of the body: the human hair follicle. The discovery has implications in the field of cosmetics to identify treatments for hair, but also oncology: "laboratory hair" is a preclinical model for directly assessing the efficacy of new therapeutic compounds for the treatment and prevention of tumors. The search was supported by AIRC.

Thanks to the autophagy, the cells trap the toxic substances produced by exposure to chemical agents, such as drugs, or environmental substances such as ultraviolet radiation, into vesicles, and then degrade them into non-toxic materials that can be used as nourishment. This mechanism, in addition to having a protective role against various diseases, such as cardiovascular diseases, neurodegenerative disorders and the development of tumors, is observed at increased levels during a caloric restriction diet, which prolongs the vitality of many animals, suggesting a connection between autophagy and prolonged life span.

The assessment of the importance of autophagy in humans is today made difficult by the lack of human experimental models that allow its study. The research of the Grimaldi group establishes a first model with human cells, studying a specific part of man, the hair. When the hair is removed from its natural environment and grown in the laboratory, it continues to perform most of its activities by going through a "life cycle" composed of a phase of "well-being and growth" followed by a phase of "aging and death". Research shows that autophagy plays a fundamental role in keeping the hair alive.

The researchers observed two different situations. On the one hand, they removed the mechanization of autophagy with genetic modifications of the hair cells and under these conditions they noticed a speeding up of the phase of aging and death. On the other hand, they analyzed the action of some natural substances able to increase the autophagic process in the hair, finding an extension of the duration of the wellness and growth phase. In particular, the researchers used one of the substances that mimic in the animal models the effects of "pro-longevity" arising during caloric restriction, thus highlighting that even in humans, autophagy has an anti-aging action.

The results of the study could be in the cosmetic and therapeutic fields: products that stimulate autophagy may delay hair loss or protect them from chemical stress associated with drug therapies. One example is alopecia, a side effect caused by many anticancer drugs. Moreover, research has a wider relevance in the medical and pharmacological field, as it provides a "human" model on which to directly test the efficacy of natural or synthetic compounds that, by acting on the autophagic process, can be used for the treatment and prevention of various diseases, including tumors. "Laboratory hair" provides an optimal preclinical model for assessing the efficacy and potential harmful effects of these substances directly in human tissue.

Da;

https://www.galileonet.it/2018/04/scoperto-meccanismo-cellulare-regola-vitalita-capelli/