Odkryto odwracalną przyczynę starzenia

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Amerykańsko-australijski zespół odkrył odwracalną przyczynę starzenia u ssaków.

 

Naukowcy stwierdzili, że gdy psuje się komunikacja między jądrem komórkowym a mitochondriami, centrami energetycznymi komórki, starzenie przyspiesza. Podając cząsteczkę naturalnie produkowaną przez ludzki organizm, autorzy artykułu z pisma Cell odnowili sieć komunikacyjną u starszych myszy.

 

Odkryliśmy, że proces starzenia jest jak małżeństwo - kiedy ludzie są młodzi, porozumiewają się dobrze, ale z biegiem czasu, choć latami żyją w pobliżu siebie, komunikacja podupada. Tak jak w przypadku pary, także i tutaj przywrócenie komunikacji rozwiązuje problem - podkreśla prof. David Sinclair z Harvardzkiej Szkoły Medycznej.

 

Mitochondria od dawna uchodzą za głównych graczy procesu starzenia. Gdy stają się coraz bardziej dysfunkcyjne, pojawiają się związane z wiekiem choroby, takie jak cukrzyca czy alzheimeryzm.

 

Badacze generalnie są sceptyczni odnośnie do możliwości odwrócenia starzenia, ponieważ dominująca teoria dolegliwości związanych ze starzeniem zakłada, że są one skutkiem mutacji w mitochondrialnym DNA (mtDNA), a tych nie da się odwrócić.

 

Grupa badawcza Sinclaira od lat zajmuje się starzeniem, koncentrując się głównie na genach sirtuin, enzymów długowieczności (działają one przez regulację transkrypcji i utrzymywanie stabilności genomu). W ramach wcześniejszych studiów laboratorium Amerykanina wykazało m.in., że resweratrol, który występuje np. w winogronach, czerwonym winie i pewnych orzechach, aktywuje SIRT1.

 

W ramach najnowszego studium dr Ana Gomes badała myszy, którym usunięto gen SIRT1. Akademicy trafnie przewidzieli, że u gryzoni wystąpią oznaki starzenia, w tym dysfunkcja mitochondriów, zaskoczył ich jednak fakt, że stężenia większości białek mitchondrialnych kodowanych w jądrze były prawidłowe, a spadki występowały tylko w przypadku białek kodowanych w genomie mitochondrialnym. To nie zgadzało się z sugestiami z literatury - twierdzi Gomes. Poszukując przyczyn tego zjawiska, zespół odkrył kaskadę zdarzeń, która rozpoczyna się od dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego NAD, a kończy się na cząsteczce przenoszącej informacje i koordynującej aktywności genomów mitochondrialnego i jądrowego. Komórka pozostaje zdrowa, dopóki komunikacja zachodzi płynnie. Rola SIRT1 przypomina działania strażnika - nie dopuszcza on, by wścibska cząsteczka HIF-1 zakłócała komunikację.

 

Z nieznanych na razie powodów w miarę starzenia poziom inicjującego kaskadę NAD spada. Bez odpowiedniego stężenia NAD SIRT1 nie jest w stanie utrzymać w ryzach HIF-1. Stężenie tego ostatniego rośnie, powodując komunikacyjne spustoszenie. Z czasem zaburzenie porozumiewania się ogranicza zdolność komórki do produkowania energii i pojawiają się oznaki starzenia oraz chorób. Ten składnik procesu starzenia nie był nigdy wcześniej opisany - zaznacza Gomes.

 

Gomes odkryła, że podając endogenny związek, który komórki przekształcają w NAD, można odtworzyć zniszczoną sieć, a także niezwłocznie przywrócić komunikację i funkcję mitochondriów. Gdy związek administrowano odpowiednio wcześnie - przed nadmierną kumulacją mutacji - pewne aspekty procesu starzenia udawało się odwrócić w ciągu paru dni.

 

Badając mięśnie 2-letnich myszy, którym przed tydzień podawano związek do produkcji NAD, naukowcy przyglądali się insulinooporności, stanowi zapalnemu i zanikowi mięśni. W przypadku każdego z tych 3 wskaźników tkanka przypominała tę należącą do 6-miesięcznych gryzoni. To tak, jakby pod tymi względami przekształcić 60-latka w 20-latka.

 

Naukowcy cieszą się z ustaleń dotyczących HIF-1, bo ułatwiają one zrozumienie procesów nowotworowych. Zwykle HIF-1 uaktywnia się, gdy dochodzi do niedotlenienia (stąd nazwa czynnik indukowany hipoksją 1). Nowotwory włączają go jednak i zawłaszczają. To, oczywiście, niezmiernie ważne, że cząsteczka, która włącza się w wielu rodzajach nowotworów, aktywuje się także w czasie starzenia. Zaczynamy dostrzegać, że fizjologia nowotworu przypomina pod pewnymi względami fizjologię starzenia. Być może to wyjaśnia, czemu wiek stanowi największy czynnik ryzyka nowotworu.

 

Obecnie zespół Sinclaira sprawdza, jak podanie składnika do produkcji NAD wpływa na cały organizm myszy. Ocenia także, czy da się go bezpiecznie wykorzystać w leczeniu rzadkich chorób mitochondriów oraz cukrzyc typu 1. i 2.