Eterocefali glabri e futuro della medicina: intervista al dott. Chris Faulkes

Gli eterocefali glabri sono roditori sotterranei originari dell'Africa orientale. Invecchiano pochissimo, quasi non sviluppano tumori e possono sopravvivere a lungo senza ossigeno. Comprendere i segreti della loro biologia potrebbe aprire la strada a nuovi farmaci contro il cancro, l'infarto, la malattia di Alzheimer e persino le dipendenze.

Il professor Chris Faulkes della Queen Mary University of London, tra i maggiori esperti al mondo di questi animali straordinari, ha spiegato ad Altezza Travel in che modo le caratteristiche uniche di questi roditori africani potrebbero, un giorno, trasformare la medicina e la salute umana.

Si ammalano raramente e mostrano pochi segni di invecchiamento

Da quanto tempo studia gli eterocefali glabri?

Lavoro su questi animali dal 1986. Nel 1987, durante il dottorato, sono andato in Kenya: lì ho svolto il mio primo lavoro sul campo. Da allora sono tornato in Africa molte volte.

Parallelamente, prima alla Zoological Society of London e poi alla Queen Mary di Londra, dove lavoro oggi, abbiamo mantenuto in laboratorio una popolazione riproduttiva di eterocefali glabri per tutti questi anni. Questo mi ha permesso di continuare a studiarli mentre seguivo altri progetti, molti dei quali dedicati ad altre specie africane di ratti talpa insieme al mio storico collaboratore, il professor Nigel Bennett dell'Università di Pretoria.

Che cosa ha acceso il suo interesse per questi animali?

All'inizio mi affascinava il modo in cui è organizzata la loro società. Gli eterocefali glabri vivono quasi come api o formiche: in una colonia che può arrivare a 300 individui ci sono 1 regina e da 1 a 3 maschi che si accoppiano con lei. La regina sopprime la riproduzione di tutti gli altri, così la maggior parte degli individui lavora e contribuisce alla vita della colonia per l'intera esistenza.

E quanto vivono?

Non so con certezza se quel particolare ratto talpa sia ancora vivo oggi, ma l'ultima volta che ho parlato con la mia collega Rochelle Buffenstein**Rochelle Buffenstein è una biologa americana nota per le sue ricerche sull'invecchiamento negli organismi viventi., lei aveva un eterocefalo glabro di 37 anni. Per una creatura grande quanto un topo, è un dato straordinario. I topi raramente vivono più di 2 o 3 anni.

E non si tratta soltanto della longevità di un singolo animale. Gli eterocefali glabri, in generale, si ammalano raramente e non mostrano quasi segni di invecchiamento. Ricercatori di tutto il mondo studiano il comportamento, la genetica, la riproduzione e i processi di invecchiamento di questi roditori per capire come riescano a vivere così a lungo restando in condizioni di salute così notevoli.

In altre parole, la loro età biologica è molto diversa da quella cronologica?

Esattamente.

Un'idea relativamente recente nella ricerca sull'invecchiamento è quella dell'«orologio epigenetico». Con il passare degli anni, negli organismi viventi compaiono sul DNA minuscole marcature chimiche. Nel tempo se ne accumulano sempre di più, si diffondono nel genoma e influenzano il funzionamento dei geni. Sembra essere una parte del naturale processo di invecchiamento. Analizzando queste marcature, si può stimare l'età di un animale o di una persona.

Ora stiamo studiando questo meccanismo negli eterocefali glabri. L'accumulo di marcature chimiche è soltanto un sottoprodotto dell'invecchiamento, oppure contribuisce davvero a guidare il processo? Se la scienza riuscirà a rispondere a questa domanda, potremmo capire meglio se sia possibile rallentare l'invecchiamento.

Intende l'invecchiamento umano?

Sì. In futuro, le conoscenze ottenute studiando gli eterocefali glabri potrebbero aiutarci a sostenere la salute umana e ad allungare il periodo della vita attiva e in buona salute.

Si potrebbe persino dire che estendere la durata della vita in salute sia un obiettivo molto più desiderabile del semplice aumento della longevità.

Gli eterocefali glabri mostrano resistenza a infarti, ictus, cancro e demenza

Analizziamo più da vicino le loro caratteristiche uniche. È vero che gli eterocefali glabri possono sopravvivere senza ossigeno più a lungo di qualsiasi altro mammifero?

I mammiferi marini possono immergersi e trattenere il respiro fino a 90 minuti. Tuttavia, dispongono di adattamenti fisiologici specializzati che permettono loro di immagazzinare ossigeno nei tessuti, quindi non restano davvero privi di ossigeno per tutto quel periodo.

Un eterocefalo glabro, invece, può sopravvivere 18 minuti in condizioni di completa assenza di ossigeno. È davvero impressionante.

Una volta abbiamo anestetizzato un animale per rimuovere un piccolo ascesso. Ci mise moltissimo ad addormentarsi e, durante l'intervento, smise di respirare. Il veterinario disse: «L'abbiamo perso». Io risposi: «Non si preoccupi, si sveglierà». Circa 10 minuti dopo, il ratto talpa tornò in vita, si alzò e corse via come se nulla fosse accaduto. Il veterinario rimase stupefatto: non aveva mai visto niente del genere.

Può spiegare come funziona questo processo?

Quando l'ossigeno scarseggia, cuore e cervello sono i primi a soffrire, come sappiamo dagli ictus e dagli infarti. Negli eterocefali glabri, però, le cellule cerebrali passano a una diversa «modalità carburante»: dal glucosio al fruttosio. Questo permette loro di mantenere le funzioni vitali anche in condizioni estreme. Il meccanismo è un adattamento al loro habitat insolito. In natura, gli eterocefali glabri vivono in tunnel e camere sotterranee profonde e strette, dove possono radunarsi più di 100 animali e i livelli di ossigeno sono estremamente bassi.

Le nostre ricerche hanno anche dimostrato che gli eterocefali glabri hanno schemi metabolici cardiaci completamente diversi. Il loro cuore contiene inoltre grandi quantità di glicogeno – un amido animale che si scinde rapidamente per produrre energia. Nella maggior parte dei mammiferi, il glicogeno è immagazzinato nel fegato; nei ratti talpa, invece, è presente in abbondanza nel cuore. È un fatto notevole.

Durante la gravidanza, il feto umano si sviluppa nel liquido amniotico, eppure riesce comunque a ricevere ossigeno. Esistono paralleli?

Il feto umano possiede effettivamente riserve di glicogeno nel cuore, ma queste scompaiono subito dopo la nascita, quando il bambino comincia a respirare. Negli eterocefali glabri, invece, tali riserve restano. Così, quando l'ossigeno diventa scarso, il loro organismo può passare a una modalità metabolica alternativa e usare questo glicogeno per produrre energia. Almeno, questa è la nostra ipotesi attuale.

Speriamo che la comprensione di questi meccanismi unici possa, in futuro, contribuire allo sviluppo di nuove terapie per le malattie cardiache.

È noto anche che gli eterocefali glabri quasi non sviluppano tumori. Perché?

Sembrano esserci diverse ragioni, molte delle quali legate alla vita sotterranea. Uno degli esempi più studiati è la loro forma insolita di acido ialuronico, o ialuronano. Questa sostanza esiste anche in altri mammiferi, compreso l'essere umano: trattiene l'acqua, mantiene la pelle idratata, protegge le articolazioni e aiuta le ferite a rimarginarsi.

Negli eterocefali glabri, gli scienziati hanno identificato una mutazione nel gene che codifica l'ialuronano. Sembra che questa versione specializzata della molecola si sia evoluta originariamente come adattamento al loro stile di vita sotterraneo: si ritiene che renda la pelle insolitamente elastica, aiutandoli a muoversi in tunnel stretti e ruvidi.

In seguito, i ricercatori hanno scoperto che la sua struttura modificata impedisce anche la formazione dei tumori. E non è la loro unica difesa. Gli eterocefali glabri riparano il DNA danneggiato in modo più efficace e bloccano più rapidamente la divisione delle cellule pericolose.

Queste conoscenze possono essere applicate alla medicina?

Sì. Quando i ricercatori hanno inserito nei topi la versione di questo gene presente negli eterocefali glabri, gli animali modificati hanno iniziato a produrre la stessa forma di ialuronano. Di conseguenza, vivevano più a lungo, restavano più sani e mostravano una maggiore resistenza al cancro.

Queste scoperte ci aiuteranno certamente a comprendere meglio i meccanismi naturali di resistenza ai tumori e, forse in futuro, ad applicarli alla medicina umana, come già suggeriscono i primi studi sui topi transgenici. Anche se l'idea di introdurre geni di eterocefalo glabro negli esseri umani è, naturalmente, controversa.

Gli eterocefali glabri sembrano anche non sviluppare la malattia di Alzheimer. Perché?

Nonostante l'età, il loro cervello rimane sano, anche se accumula le stesse proteine che di solito innescano la malattia di Alzheimer. Si tratta di beta-amiloide e tau, le sostanze che nell'essere umano formano depositi dannosi. Nel tempo, questi depositi si accumulano, alterano la funzione neuronale e distruggono le cellule cerebrali.

Negli eterocefali glabri, depositi simili compaiono con l'età, ma non provocano alcun danno. Gli animali sembrano naturalmente resistenti.

Gli eterocefali glabri sono dunque un modello naturale di resistenza a questa malattia. Capire come funzioni questo meccanismo è di enorme interesse per lo sviluppo di possibili terapie contro l'Alzheimer negli esseri umani.

Oltre a tutto questo, gli eterocefali glabri sembrano quasi non sentire dolore. Studiarli potrebbe aiutarci a creare antidolorifici più efficaci?

Sono notevolmente insensibili ad alcuni tipi di dolore, in particolare quello causato da irritazioni chimiche o da ambienti acidi. Per esempio, la sensazione di bruciore sulle mucose provocata dal peperoncino, oppure l'effetto di liquidi acidi sulla pelle o su una ferita aperta.

Ancora una volta, tutto dipende da modificazioni genetiche legate alla loro vita sotterranea. E sì, queste scoperte vengono già utilizzate per sviluppare potenziali antidolorifici non oppioidi, privi di effetto di dipendenza. 

La scoperta di nuove specie di ratti talpa in Tanzania

Da quanto capisco, ha contribuito anche a identificare in Tanzania diverse specie di ratti talpa prima sconosciute. Perché queste scoperte sono importanti?

La scoperta di nuove specie di mammiferi ha un significato ampio, che va oltre la Tanzania, perché nuovi mammiferi non vengono individuati molto spesso.

Questa storia risale ai primi anni '90 e coinvolge il mio collega, il professor Nigel Bennett dell'Università di Pretoria. Io e lui stavamo partecipando a una conferenza in Tanzania quando incontrammo il nostro collega tanzaniano, il professor Georgies Mgode. Insieme decidemmo di avviare un progetto per studiare i ratti talpa che vivono in Tanzania, perché all'epoca se ne sapeva pochissimo.

I campioni raccolti da Georgies sul monte Hanang e nei dintorni della città di Ujiji risultarono geneticamente diversi da qualunque cosa avessimo visto prima. Sospettavamo che potessero essere specie ancora sconosciute, quindi dovemmo tornare per raccogliere dati aggiuntivi.

Alla fine, descrivemmo formalmente e denominammo 2 nuove specie: Fukomys hanangensis, che vive sul monte Hanang e nelle aree circostanti, e Fukomys livingstoni, proveniente da Ujiji.

Dunque siete andati in Tanzania proprio per cercare queste specie?

L'ultima spedizione sul campo che ho svolto con Georgies, nel 2019, fu particolarmente fruttuosa. Riuscimmo a censire e catturare animali sul monte Hanang a una quota di circa 1.957 metri. Durante quel viaggio scoprimmo anche diverse nuove popolazioni, compresa una nella Riserva Forestale di Nou, non lontano dal monte Hanang.

Purtroppo, poco dopo, Georgies morì in seguito a una breve malattia e non avemmo mai la possibilità di compiere veri progressi nello studio di queste specie.

Questo significa che oggi nessuno cerca attivamente ratti talpa sconosciuti in Tanzania? Le specie appena scoperte hanno bisogno di protezione?

Sappiamo ancora molto poco dei ratti talpa di Ujiji. Servono ulteriori ricerche sul campo.

Il ratto talpa di Hanang, invece, è endemico: questo è l'unico luogo del pianeta in cui esiste. Ciò ci ha permesso di iniziare a preparare una candidatura allo status di «Area Chiave per la Biodiversità» per le zone protette di Hanang e della foresta di Nou.

Questo status viene assegnato da gruppi scientifici esperti sotto l'egida di organizzazioni internazionali per la conservazione. Una volta inserita nel registro, un'area diventa prioritaria per la protezione e i finanziamenti. Questo aiuterà, tra le altre cose, a salvaguardare le foreste di Hanang e di Nou.

Vuoi saperne di più sui viaggi in Tanzania?

Contatta il nostro team! Abbiamo esplorato tutte le principali destinazioni della Tanzania. I nostri consulenti di viaggio con base nella regione del Kilimangiaro sono pronti a condividere consigli e ad aiutarti a costruire un viaggio che resti nella memoria.

Altri articoli interessanti