Perché un Chihuahua vive più di un alano: lo studio sul DNA di 894 cani

Taglia e longevità dei cani vanno in direzioni opposte: i cani di taglia grande tendono a vivere meno e mostrano un invecchiamento molecolare più veloce, una possibile spiegazione del divario, anche se la dimensione resta solo uno dei fattori in gioco. Lo dice uno studio pubblicato sulla rivista Science e basato sui dati del Dog Aging Project.

Il gruppo di ricerca, di cui fa parte Noah Snyder-Mackler della Arizona State University, ha analizzato il DNA dei cani. Nei più grandi diminuiscono più in fretta alcuni segnali chimici che aiutano a controllare sequenze capaci di muoversi nel genoma, i cosiddetti "geni saltatori".

Cani grandi e piccoli: chi invecchia prima

Un Chihuahua può superare i quindici anni, mentre un alano spesso vive molto meno. Il divario può aumentare ancora: tra le razze di taglia grande, per esempio, il levriero irlandese vive in media circa dieci anni o meno; alcuni Chihuahua, invece, possono raggiungere all'incirca i vent'anni.

Ma da dove nasce questa differenza? Per molto tempo restava un dubbio di fondo: i cani grandi si ammalano semplicemente prima degli altri, oppure le loro cellule invecchiano davvero a un ritmo diverso?

La ricerca pende verso la seconda ipotesi. I cani di grossa taglia mostrano segnali di invecchiamento molecolare accelerato rispetto ai piccoli, con processi che si fanno più rapidi già durante l'età adulta.

Gli autori, quindi, indicano nell'orologio interno più veloce una possibile spiegazione della vita più breve delle razze grandi. La loro ipotesi affianca questo processo alla maggiore probabilità di sviluppare malattie in età avanzata.

I cani con un'età biologica più alta di quella anagrafica avevano un rischio maggiore di morte nei due anni successivi. Insomma, l'età scritta nelle cellule e quella del calendario possono non coincidere, e lo scarto ha un peso reale sulla salute dell'animale.

Il peso della crescita rapida e della selezione

Le razze che vediamo ai giardinetti sono il risultato di una lunga selezione fatta dall'uomo. Per ottenere cani adatti alla guardia, alla caccia e alla conduzione del bestiame sono state premiate caratteristiche precise, come la crescita rapida e le dimensioni elevate.

Secondo gli autori dello studio, questa selezione potrebbe però aver ridotto la longevità dei cani. Il conto, però, arriva tardi: gli effetti si vedrebbero soprattutto nelle fasi più avanzate della vita.

Sul fronte della crescita c'è un altro tassello, che arriva da ricerche precedenti. Alcuni studi hanno collegato le varianti del gene IGF1, coinvolto nei processi di crescita, alla taglia corporea dei cani.

La cosa curiosa è che queste varianti si trovavano già in alcuni canidi selvatici, migliaia di anni prima che iniziasse la domesticazione. La selezione umana, quindi, avrebbe spinto su caratteristiche genetiche che esistevano già, arrivando a razze diversissime tra loro.

Il legame dimostrato per IGF1 riguarda solo la taglia, mentre il rapporto diretto con la durata della vita resta da chiarire.

Cosa succede nel DNA: metilazione e geni saltatori

Per capire il cuore dello studio serve un concetto chiave: la metilazione del DNA. Sono minuscoli gruppi chimici, i gruppi metile, che si agganciano al DNA e aiutano a decidere quali geni restano accesi e quali spenti, senza cambiare una lettera del codice genetico.

Una grossa fetta del DNA dei mammiferi è fatta di sequenze capaci di copiarsi o spostarsi nel genoma. Tra queste ci sono gli elementi LINE1, che funzionano in modalità "copia e incolla" e, inserendosi in punti nuovi, possono danneggiare il DNA.

L'attivazione di questi elementi è stata collegata a instabilità genetica, tumori e ad altre condizioni connesse all'età. Ecco perché l'organismo li tiene a bada, e la metilazione è proprio uno dei suoi strumenti di controllo.

Con gli anni, però, questi segnali chimici si riducono. In oltre il 40% delle aree associate ai LINE1 analizzate, la metilazione diminuiva con l'età, e nei cani grandi il calo era il più veloce.

I numeri danno la misura del fenomeno. Nelle razze giganti la perdita di metilazione sui LINE1 corre in media circa il 35% più veloce ogni anno rispetto alle piccole; guardando all'insieme degli elementi trasponibili, la demetilazione legata all'età è del 31% più marcata rispetto ai cani piccoli.

Per Snyder-Mackler, la perdita di questa regolazione "sembra essere un fattore importante nel determinare la velocità con cui cani diversi invecchiano". Il primo autore Blaise Mariner aggiunge: "Suggerisce che l'invecchiamento più rapido nei cani più grandi possa essere guidato, almeno in parte, da un minor controllo su questi 'geni saltatori'".

Lo studio: profili del sangue e orologio epigenetico

Il lavoro si basa sul sangue. I ricercatori hanno analizzato 1.640 profili di metilazione ottenuti da campioni di 894 cani domestici, appartenenti a circa 120 razze diverse.

Su questi dati hanno costruito un orologio epigenetico. A che serve? Legge i segni della metilazione e stima l'età dell'animale con un errore mediano inferiore a un anno.

È questo strumento a permettere il confronto tra taglie. Mettendo a fianco l'età stimata dalle cellule e quella reale, i ricercatori hanno potuto vedere chi invecchia più in fretta e quanto.

Il punto debole, per ora, è il rapporto di causa ed effetto. Lo studio non dimostra ancora che la perdita di metilazione provochi direttamente un invecchiamento più rapido.

Serviranno altre ricerche per capire se questo calo spinge l'invecchiamento o ne è una conseguenza. Detto in modo semplice: i geni saltatori potrebbero essere un motore del processo oppure soltanto un indicatore di quello che succede nell'organismo.

Razza, sesso e salute: gli altri fattori in gioco

La taglia pesa, ma il quadro è più ampio. Gli stessi ricercatori sottolineano che la durata della vita di un cane non dipende da un unico meccanismo e cambia anche in base alla razza e alle caratteristiche del singolo animale.

I cani di grossa taglia, poi, hanno rischi sanitari specifici legati alla propria razza e alle caratteristiche individuali. Due cani della stessa stazza, insomma, possono avere storie di salute molto diverse.

Lo studio ha trovato differenze anche tra maschi e femmine. Nei maschi i cambiamenti epigenetici sono più rapidi, e questo vale anche per gli animali sterilizzati in giovane età.

Molte di queste differenze si concentrano sul cromosoma X, dove nei maschi gli elementi LINE1 mostrano livelli di metilazione più alti. I maschi ne hanno una sola copia e le femmine due, e secondo i ricercatori questo potrebbe spiegare almeno in parte i diversi modelli osservati.

Attenzione però a sovrapporre i due fenomeni. Per gli autori le differenze legate al sesso sembrano dipendere da meccanismi distinti da quelli della taglia e richiedono ulteriori approfondimenti.

Il lavoro guarda anche alle persone. "Vivere con noi significa che condividiamo esperienze e ambienti", ha detto Snyder-Mackler, spiegando che molti risultati ottenuti sugli animali domestici, che vivono meno di noi, possono essere trasferiti agli esseri umani.

Sul piano pratico, il verdetto è chiaro. Non è ancora dimostrato che intervenire sui LINE1 possa rallentare l'invecchiamento o allungare la vita dei cani: lo studio offre nuove piste alla ricerca sulla prevenzione delle malattie legate all'età.