Znajdź zawartość

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF) zidentyfikowali w zdrowej tkance prostaty mężczyzn z guzami gruczołu krokowego o niewielkim stopniu zaawansowania 184 geny, które pozwalają wyjaśnić, czemu aktywność fizyczna spowalnia chorobę i obniża ryzyko zgonu. Kalifornijczycy zbadali ok. 20 tys. genów zdrowej tkanki prostaty (pobrano ją od 70 pacjentów). Bazowali na wspólnych ustaleniach zespołu z UCSF i Harvardzkiej Szkoły Zdrowia Publicznego, że szybki marsz, ewentualnie bieganie przez 3 godziny w tygodniu lub więcej obniża ryzyko postępów choroby i zgonu po zdiagnozowaniu raka prostaty. Wiedząc, że się tak dzieje, pozostawało jeszcze odpowiedzieć na pytanie dlaczego. I tym właśnie zajęli się specjaliści pracujący pod przewodnictwem June Chan. Poziom ekspresji ok. 20 tys. genów zestawiano z wzorcem aktywności fizycznej, opisanym przez badanych w kwestionariuszu. Okazało się, że w porównaniu do osób, które ruszały się mniej, u mężczyzn ćwiczących intensywnie co najmniej 3 godziny w tygodniu zwiększała się ekspresja 109 genów, a spadała 75. Wśród zwiększających swoją aktywność znalazły się np. geny supresorowe BRCA1 i BRCA2 (kodowane przez nie białka biorą udział w naprawie uszkodzonego DNA) oraz odpowiadające za przebieg cyklu komórkowego. Analiza uzyskanych danych nadal trwa. Naukowcy sprawdzają, jakie szlaki ulegają wyłączeniu/stłumieniu pod wpływem ćwiczeń. W przyszłości Chan zamierza powtórzyć badania na większej próbie, w tym na mężczyznach, u których doszło do wznowy raka prostaty.

Amerykańscy naukowcy wyizolowali związek, który może się stać lekarstwem na zespół nagłej zmiany strefy czasowej (ang. jet lag syndrome). Dr Steve Kay z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego tłumaczy, że w zwykłych warunkach wszystkie zegary dobowe stanowią symfonię biologicznych rytmów we wszystkich ludzkich narządach. Nadrzędny zegar biologiczny (endogenny oscylator) znajduje się w mieszących się w podwzgórzu parzystych jądrach nadskrzyżowaniowych (SCN, od łac. suprachiasmatici nuclei). Kontroluje on rytmy snu i czuwania oraz zmiany w temperaturze ciała. Układ sercowo naczyniowy ma swój własny zegar, który wpływa na ciśnienie krwi. Pozostałe oscylatory regulują inne rytmy metaboliczne; w trzustce np. produkcję insuliny w komórkach beta wysepek Langerhansa. Gdy człowiek doświadcza zespołu nagłej zmiany strefy czasowej, zegary przestają działać synchronicznie. Pojawiają się złe samopoczucie, dezorientacja, senność i ból głowy, zaburzenia apetytu czy niemożność skupienia uwagi. Zaburzenie rytmu dobowego może oznaczać nie tylko jet lag, ale i nowotwory czy cukrzycę, stąd powszechne wśród badaczy dążenie do zrozumienia i wyeliminowania tego zjawiska. Zespół poszukiwał substancji regulujących zegary biologiczne, wykorzystując gen odpowiadającej za bioluminescencję świetlików lucyferazy (tym samym stał się on genem reporterowym, inaczej wizualizacyjnym). Umieszczano go w komórkach raka kości. Gdy zegary biologiczne ulegały aktywacji, pojawiało się świecenie. Naukowcy przetestowali 120 tys. związków. W końcu natknęli się na longdejzynę (od ang. longdaysin), która znacznie spowalniała cykl. Longdejzyna jest pochodną puryny, heterocyklicznego, aromatycznego związku organicznego. Ekipa Kaya wyodrębniła też inne wpływające na zegary biologiczne substancje, ale longdejzyna miała najsilniejsze działanie. U larw danio pręgowanego potrafiła np. wydłużyć cykl aż o 10 godzin. Longdejzynę bez większych problemów zmodyfikowano chemicznie, by dało się ją później poddać chromatografii powinowactwa (ang. affinity chromatography), połączonej ze spektrometrią mas (ang. mass spectrometry). Chromatografia jest typem chromatografii adsorpcyjnej, w której wykorzystuje się powinowactwo dwóch substancji. W ten oto sposób akademicy ustalili, że celami logdejzyny są kinazy białkowe CKIδ, CKIα i ERK2. Do leków z longdejzyną lub podobnym związkiem jeszcze daleka droga. Kay spodziewa się, że pojawią się one dopiero w ciągu 15 lat. Tego typu medykamenty mogłyby spowalniać lub przyspieszać rytmy biologiczne, by pomóc organizmowi przystosować się do pracy na zmiany czy przeskakiwania stref czasowych.

Gleba z Wyspy Wielkanocnej zawiera pewien grzybobójczy związek – rapamycynę (sirolimus) - wydłużający życie myszy w średnim wieku nawet o 28-38%. Gdyby to przełożyć na ludzi, to przy założeniu, że poradzimy też sobie z chorobami serca i nowotworami, moglibyśmy się stać prawdziwymi matuzalemami. Sirolimus wyizolowano po raz pierwszy w 1975 roku z bakterii Streptomyces hygroscopicus. Ponieważ znaleziono je w próbce gleby z Wyspy Wielkanocnej, nazywanej w językach polinezyjskich Rapa Nui, nowo odkryty związek stał się znany właśnie jako rapamycyna. Ma on właściwości grzybobójcze i immunosupresyjne, dlatego stosuje się go w transplantologii. Na ślad nieznanych dotąd możliwości rapamycyny wpadli naukowcy z University of Texas (UT), University of Michigan i Jackson Laboratories. Badaniami nad starzeniem zajmuję się od 35 lat. W tym czasie przeprowadzono wiele interwencji w tym zakresie, ale przeważnie nie były skuteczne. Nigdy nie przypuszczałem, że za mojego życia możemy znaleźć pigułkę zapobiegającą starzeniu. Nie da się jednak ukryć, że sirolimus ma naprawdę duży potencjał – wyznaje Arlan G. Richardson z Uniwersytetu Teksańskiego. Do tej pory u ssaków wytypowano dwie skuteczne metody wydłużania życia: ograniczenie liczby spożywanych kalorii i manipulacje genetyczne. Wydaje się, że rapamycyna wyłącza częściowo te same ścieżki molekularne, co głodzenie. Dokonuje tego za pośrednictwem kinazy mTOR (tzw. ssaczego celu rapamycyny), która kontroluje metabolizm komórki oraz reakcję na stres. W 2004 r. Z. Dave Sharp z Texas University złożył wniosek, by badać rapamycynę pod kątem jej potencjalnych właściwości antystarzeniowych. Zaaprobowano go i rozpoczęły się testy. Prowadzono je m.in. w San Antonio. Rapamycynę uwzględniono w diecie myszy laboratoryjnych. Wkrótce okazało się jednak, że rapamycyna nie jest wystarczająco stabilna ani w pożywieniu, ani tym bardziej w przewodzie pokarmowym, dlatego nie dało się jej wykryć we krwi. Amerykanie musieli więc popracować nad biodostępnością tego związku. W tym celu uciekli się do mikroenkapsulacji. Pomysł sprawdził się: sirolimus przechodził przez żołądek i uwalniał się dopiero w jelicie cienkim. Na początku badacze chcieli, by myszy przeszły na specjalną dietę w wieku 4 miesięcy. Z powodu opóźnień spowodowanych ulepszaniem formuły leku w momencie rozpoczęcia eksperymentu zwierzęta były dużo starsze – miały bowiem 20 miesięcy (jest to odpowiednik 60 lat u człowieka). Nie sądziłem, że metoda zadziała, bo gryzonie były za stare w momencie wystartowania procedury. Większość raportów wskazywała, że ograniczenie liczby kalorii nie sprawdza się, gdy wdraża się je u wiekowych zwierząt – podkreśla Richardson. Wierzymy, że to pierwszy przekonujący dowód, że proces starzenia można spowolnić, a długość życia wydłużyć dzięki farmakoterapii rozpoczętej w zaawansowanym wieku – uzupełnia wypowiedź kolegi Randy Strong (również z UT).