L'autofagia non diminuisce semplicemente con l'età: cambia in modo diverso a seconda del sesso e del tipo di cellula

L'autofagia compromessa è un segno distintivo riconosciuto dell'invecchiamento, e gli studi sugli animali mostrano che stimolarla estende l'aspettativa di vita. Tuttavia, le prove dirette negli esseri umani viventi sono scarse. Il flusso autofagico, ovvero la velocità con cui le cellule degradano effettivamente il materiale attraverso i lisosomi, non può essere misurato in vivo. I comuni indicatori statici, come il numero di autofagosomi, i livelli della proteina LC3 e l'espressione dei geni dell'autofagia, non permettono di distinguere una maggiore formazione di autofagosomi da una degradazione bloccata. Resta quindi aperta la questione se l'autofagia diminuisca davvero con l'età nelle persone e se sia correlata alla salute.

Il gruppo di ricerca ha utilizzato la coorte di invecchiamento sano del San Diego Nathan Shock Center, i cui membri erano privi di malattie croniche e avevano un'età compresa tra 23 e 80 anni. Ha confrontato l'autofagia in tipi cellulari umani provenienti dagli stessi soggetti: fibroblasti dermici a basso passaggio (N = 44 per i saggi di flusso), neuroni indotti (iN) ottenuti per conversione diretta da quegli stessi fibroblasti (N = 22) e cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC; N = 23, in prevalenza linfociti) isolate di fresco. Il flusso è stato misurato bloccando la degradazione lisosomiale con clorochina e quantificando il conseguente accumulo di LC3B. L'RNA-seq bulk ha riguardato i fibroblasti (giovani 23-33 anni, N = 4; anziani 64-72 anni, N = 5) e gli iN.

La trascrizione ha restituito un quadro fuorviante. I fibroblasti dei donatori più anziani hanno mostrato 94 geni sovraespressi e 188 sottoespressi. I moduli genici della macroautofagia, dei componenti degli autofagosomi e dell'assemblaggio degli autofagosomi erano sovraregolati, sebbene alcuni geni (ATG5, ATG7, ATG4C) diminuissero. Gli iN hanno mostrato variazioni più deboli e più variabili. I foci statici di LC3B non erano correlati al flusso in nessun tipo cellulare e l'espressione genica non prediceva l'attività funzionale, quindi la misurazione diretta del flusso è risultata essenziale.

Il flusso stesso variava in base al sesso e al tipo cellulare. Nei fibroblasti, il flusso diminuiva con l'età negli uomini (p = 0,021) e restava stabile nelle donne (interazione età-sesso p = 0,075). Negli iN, il flusso aumentava con l'età nelle donne (R² = 0,61, p = 0,02), con un'interazione età-sesso significativa (p = 0,001). Il flusso nei fibroblasti e quello negli iN non erano correlati negli stessi individui (uomini r = -0,41; donne r = -0,46). Il flusso nelle PBMC non era associato all'età (p = 0,44), ma diventava più eterogeneo, con una tendenza all'aumento dopo i 70 anni circa, senza effetti del sesso.

Il flusso era inoltre legato alla funzione fisica, e la direzione dipendeva dall'età. Considerando tutti i partecipanti, un flusso più elevato nelle PBMC era correlato a una frequenza cardiaca a riposo più bassa (r = -0,61, p = 0,002), mentre un flusso più elevato negli iN era correlato a una forza di presa più debole (r = -0,51) e a una camminata più lenta (r = -0,52). Negli over 70, un flusso più elevato nelle PBMC era associato a un VO2 max più basso (r = -0,75, p = 0,026), a una velocità di cammino inferiore (r = -0,78, p = 0,01) e a un tempo più lungo nel test di alzata dalla sedia (r = 0,73, p = 0,02). In uno studio pilota, 12 settimane di esercizio fisico lieve hanno ridotto il flusso nelle PBMC mentre la funzione fisica migliorava.

Gli autori concludono che l'autofagia non diminuisce in modo uniforme con l'età. Un flusso elevato nella tarda età potrebbe essere una risposta compensatoria all'accumulo di stress, non una capacità potenziata. Tra i limiti: sottogruppi di piccole dimensioni, disegno trasversale, modelli di coltura cellulare e un piccolo studio pilota sull'esercizio fisico privo di un gruppo di controllo descritto nel testo disponibile.