Una nuova ricerca pubblicata sulla rivista Nature Aging (1,2) ha dimostrato che i mitocondri geneticamente modificati sono in grado di convertire l’energia luminosa in energia chimica utilizzabile dalle cellule, allungando la vita del C. elegans, un verme appartenente alla famiglia dei nematodi.

I ricercatori e i giornalisti che hanno commentato lo studio sembrano alquanto ignari del fatto che non ci sarebbe bisogno di “ingegnerizzare” un bel niente, in quanto i nostri preziosi mitocondri (3), l’acqua biologica cristallina (4) e le biomolecole che hanno come base gli anelli di benzene e pirimidina (5), sono già di per sé ampiamente in grado di assorbire la luce (e altre fonti di energia elettromagnetica) ambientale e utilizzarne l’energia e l’informazione per sostenere ed organizzare i processi biologici dell’organismo.

Ovviamente, tramite il processo di “ingegnerizzazione”, i ricercatori coinvolti nello studio, hanno potuto osservare in modo privilegiato uno dei meccanismi esercitati dall’interazione tra la luce e i mitocondri, godendo di un effetto ampiamente “potenziato”.

“Questo studio ha scoperto che, semplicemente aumentando il metabolismo con l’uso di mitocondri alimentati dalla luce, i vermi di laboratorio hanno avuto una vita più lunga e più sana. Questi risultati e i nuovi strumenti di ricerca ci permetteranno di studiare ulteriormente i mitocondri e di identificare nuovi modi per trattare le malattie legate all’età e invecchiare più sani”.

La produzione di ATP è il risultato di una serie di reazioni rese possibili dallo scambio di protoni attraverso la membrana che separa i diversi compartimenti dei mitocondri, formando un processo chiamato potenziale di membrana. È stato dimostrato che il potenziale di membrana diminuisce con l’età, svolgendo potenzialmente un ruolo in una serie di malattie legate all’età, come i disturbi neurodegenerativi.

La nuova ricerca ha coinvolto il C. elegans, che, come il moscerino della frutta Drosophila, è da tempo uno strumento di ricerca utilizzato dagli scienziati per comprendere i principi biologici di base che, in molti casi, si applicano a tutto il regno animale.

Per realizzare gli esperimenti, un team di ricercatori statunitensi e tedeschi ha adattato uno strumento di ricerca esistente che permette di manipolare l’attività dei mitocondri. La tecnica, chiamata optogenetica, è stata tradizionalmente utilizzata per indirizzare e attivare neuroni specifici, consentendo così ai ricercatori di studiare con maggiore precisione i modelli di attività cerebrale.

I ricercatori hanno ingegnerizzato geneticamente i mitocondri di C. elegans per includere una pompa protonica attivata dalla luce ottenuta da un fungo, un risultato che il team ha descritto per la prima volta in un articolo del 2020 sulla rivista EMBO Reports.

Nel nuovo studio, quando vengono esposte alla luce, le pompe protoniche spostano ioni carichi attraverso la membrana, utilizzando l’energia della luce per caricare i mitocondri. Questo processo, che i ricercatori hanno battezzato mitochondria-ON (mtON), ha aumentato il potenziale di membrana e la produzione di ATP e ha portato a un aumento del 30-40% della durata di vita dei vermi.

Brandon Berry, primo autore di entrambi gli studi, dice: “I mitocondri sono simili a centrali elettriche industriali, in quanto bruciano una fonte di carbonio, principalmente il glucosio, per produrre energia utile per la cellula”.

“Quello che abbiamo fatto è stato essenzialmente collegare un pannello solare all’infrastruttura della centrale elettrica esistente. In questo caso, il pannello solare è lo strumento optogenetico mtON. Il normale macchinario mitocondriale è quindi in grado di sfruttare l’energia luminosa per fornire ATP in aggiunta al normale percorso di combustione”.

Lo studio è importante perché fornisce ai ricercatori maggiori informazioni sui complessi ruoli biologici che i mitocondri svolgono nel corpo umano, un argomento che la comunità scientifica sta iniziando a comprendere solo ora. Lo studio crea inoltre un nuovo metodo per manipolare e studiare i mitocondri nell’ambiente di una cellula vivente. Questo potrebbe essere un’importante piattaforma per studiare i mitocondri e identificare modi per intervenire e sostenerne la funzione.

“Abbiamo bisogno di capire meglio come si comportano realmente i mitocondri in un animale”, ha detto Berry. “Prima nei vermi, come nello studio attuale, ma poi nelle cellule umane in coltura e nei roditori. In questo modo la ricerca futura sarà ben informata per puntare ai protagonisti più probabili delle malattie umane e dell’invecchiamento”.

Tuttavia, pare che questi ricercatori ignorino ancora il comportamento “quantistico” dei mitocondri (6), e che l’organizzazione coerente della materia vada ben aldilà della “pompa protonica”.

La superconduttività elettronica e protonica (7) è anche alla base del trasporto di energia e informazione attraverso i canali energetici (meridiani) che si trovano nel nostro corpo, vere e proprie fibre ottiche che scorrono all’interno delle strutture di collagene.

La luce, in particolare tramite le lunghezze d’onda peculiari della fotobiomodulazione, è in grado di organizzare questi processi, ed è per questo che va ad agire direttamente alla radice dei “problemi” legati alla degenerazione dei tessuti e all’invecchiamento, ossia a livello biofisico piuttosto che biochimico.

Auspichiamo che questo tipo di ricerca si focalizzi sempre di più in futuro su strumenti per la fotobiomodulazione e fototerapia, piuttosto che sull’ingegnerizzazione degli organismi viventi.

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RIFERIMENTI:

1- https://phys.org/news/2022-12-solar-powered-cells-light-activated-proton-generate.html

2- Berry, B.J., Vodičková, A., Müller-Eigner, A. et al. Optogenetic rejuvenation of mitochondrial membrane potential extends C. elegans lifespan. Nat Aging (2022). https://doi.org/10.1038/s43587-022-00340-7

3- Hamblin MR. Mechanisms and Mitochondrial Redox Signaling in Photobiomodulation. Photochem Photobiol. 2018 Mar;94(2):199-212. doi: 10.1111/php.12864. Epub 2018 Jan 19. PMID: 29164625; PMCID: PMC5844808.

4- Santana-Blank, Luis & Rodríguez-Santana, Elizabeth & Santana-Rodríguez, Jesús & Santana-Rodriguez, Karin & Reyes, Heberto. (2016). Water as a photoacceptor, energy transducer and rechargeable electrolytic biobattery in photobiomodulation.

5- Konstantin Meyl – DNA and cell resonance

6- Alistair V.W. Nunn, Geoffrey W. Guy, Jimmy D. Bell; The quantum mitochondrion and optimal health. Biochem Soc Trans 15 August 2016; 44 (4): 1101–1110. doi: https://doi.org/10.1042/BST20160096

7- Ho, Mae-Wan. (2012). Super-Conducting Liquid Crystalline Water Aligned with Collagen Fibres in the Fascia as Acupuncture Meridians of Traditional Chinese Medicine. Forum on immunopathological diseases and therapeutics. 3. 221-236. 10.1615/ForumImmunDisTher.2013007869.