Ce anume provoacă îmbătrânirea și ce putem face pentru a inversa acest proces? Rezultatele unui nou studiu științific, recent publicat în revista Nature de o echipă de cercetători ai Universității din Köln, oferă răspunsuri concludente la aceste două întrebări pe cât de vechi, pe atât de obsedante. Constatările cercetării deschid noi oportunități pentru amânarea îmbătrânirii sau extinderea îmbătrânirii sănătoase.
Rată de îmbătrânire încetinită, sănătate mai bună
Institutul Național pentru Îmbătrânire (National Institute of Aging – NIA) din Statele Unite statuează în protocoalele medicale proprii că îmbătrânirea este asociată cu schimbări în procesele dinamice biologice, fiziologice, de mediu, psihologice, comportamentale și sociale, arătând că unele modificări legate de vârstă sunt benigne – cum ar fi încărunțirea părului, iar altele au ca rezultat scăderea funcțiilor organelor vitale și a activităților aferente vieții cotidiene, dar și creșterea frecvenței bolilor, a fragilității sau a dizabilității. De fapt, înaintarea în vârstă este factorul de risc major pentru o serie de boli cronice.
Studiile din biologia de bază a îmbătrânirii desfășurate pe animale de laborator și, ulterior, extinse la populații umane au condus la apariția unor teorii care explică îmbătrânirea. Deși părerea unanimă în rândurile comunității oamenilor de știință este că nu există o „cheie” unică pentru decriptarea senescenței, aceste studii au demonstrat că rata de îmbătrânire poate fi încetinită, sugerând că țintirea îmbătrânirii va încetini întâmplător apariția și/sau va reduce povara a numeroase boli și va crește durata de sănătate, mai exact spus, a porțiunii din viață petrecută în stare de bună sănătate.
Așadar, în pofida secolelor de cercetare și a progresului înregistrat de medicină, există încă multe mistere rămase nerezolvate, cel mai semnificativ dintre ele fiind, poate, înțelegerea cauzelor îmbătrânirii și modul cum acest proces poate fi încetinit sau chiar inversat. Este posibil, însă, ca studiul publicat în revista științifică Nature, la care a lucrat o echipă de oameni de știință din Germania, să fi găsit, în sfârșit, răspunsurile la aceste întrebări.
Un moment evrika, o descoperire majoră
Cercetătorii de la Universitatea din Köln (Germania) au descoperit că transcripția genelor – procesul prin care o celulă face o copie ARN a unei catene de ADN – odată cu vârsta, devine mai rapidă, dar mai puțin precisă și mai predispusă la erori. Cu toate acestea, descoperirea cercetătorilor nemți arată că anumite procese ne-ar putea ajuta să inversăm acest declin.
„Descoperirea aceasta este unicul moment evrika din viața mea de până acum. Nu este un tip de descoperire pe care o faci o dată la două zile, ci o descoperire majoră“, a declarat, cu prilejul prezentării studiului, prof. dr. Andreas Beyer, cercetătorul principal al echipei.
Înainte ca dr. Beyer și echipa sa să înceapă proiectul de investigație în urmă cu 10 ani, un studiu tipic privind îmbătrânirea „ar fi cercetat doar expresia diferențială a genelor”, spun colegii profesorului Beyer.
Studiile anterioare, explică ei, puneau întrebări precum „Când îmbătrânești, ce gene sunt activate și ce gene sunt oprite?” și „Cum schimbă asta reglarea sau metabolismul în celulă?”
Dar nimeni nu a întrebat cum se schimbă procesul de transcripție în sine pe măsură ce îmbătrânim, o linie de anchetă care ar putea oferi informații utile pentru inversarea sau oprirea declinului.
Transcripția corectă, cheia îmbătrânirii sănătoase
Transcripția este fundamentală pentru cercetarea lui Beyer, deoarece este procesul prin care o celulă face o copie ARN a unei bucăți de ADN.
Această copie este importantă deoarece poartă informația genetică necesară pentru a produce noi proteine într-o celulă. Proteinele determină sănătatea și funcția celulelor, iar celulele structurează apoi toate ființele vii.
De-a lungul vieții, celulele noastre se regenerează, „dar fiecare celulă este diferită și ceea ce le face diferite sunt diversele gene care sunt activate în ea”, explică Beyer. „Această activare se numește transcripție”. Deoarece genele sunt cele care dau fiecărei celule un scop, transcripția lor trebuie să fie perfectă.
„Trebuie să creați cantitatea potrivită de transcripții pentru fiecare genă și să aveți o copie exactă a secvenței genei, dar, de asemenea, trebuie să activați genele exacte de care celula are nevoie pentru a funcționa așa cum ar trebui”, a spus Beyer.
Există multe tipuri diferite de celule în corpul uman: celule nervoase, celule musculare, celule sanguine, celule ale pielii și așa mai departe. Și pentru că fiecare celulă îndeplinește o funcție diferită, un set diferit de gene este activat (transcris) în fiecare tip de celulă.
Transcripție mai rapidă, greșeli mai multe
„Mașina” – așa cum o numește Beyer – responsabilă de realizarea copiei de transcripție a secvențelor de gene este denumită Pol II (ARN polimerază II). Ceea ce a descoperit echipa doctorului Beyer a fost că procesul de transcripție devine mai rapid pe măsură ce îmbătrânim, iar această transcripție accelerată face ca Pol II să facă mai multe greșeli, ducând la copii în esență „rele”, care pot determina apariția mai multor boli.
„Dacă Pol II devine prea rapid, face mai multe greșeli, iar apoi secvența nu mai este identică cu secvența genomului, consecințele sunt similare cu ceea ce aveți atunci când există mutații în genomul însuși”, a explicat Beyer.
Viteză de transcripție redusă, erori mai puține
Cercetările anterioare au demonstrat deja că dietele cu conținut scăzut de calorii și inhibarea semnalizării insulinei – blocând semnalul dintre insulină și celule – ar putea întârzia îmbătrânirea și extinde durata de viață la multe animale.
În experimentele derulate, echipa lui Beyer a căutat să afle dacă acestea au avut vreun impact pentru a încetini viteza lui Pol II și a reduce numărul de copii defecte.
Investigația – o colaborare comună a 26 de persoane din șase laboratoare diferite – a folosit mai întâi viermi, șoareci și musculițe de oțet, toate modificate genetic, pentru a inhiba semnalizarea insulinei, precum și șoareci cu o dietă săracă în calorii, pentru a determina performanța transcripției celulare la bătrânețe. În ambele cazuri, Pol II a reacționat și a încetinit viteza, făcând mai puține greșeli.
Greșeli de transcripție mai puține, viață mai lungă
Beyer și echipa sa au urmărit apoi supraviețuirea musculițelor de oțet și a viermilor purtători ai mutației care a încetinit Pol II, constatând că subiecții au trăit cu 10% până la 20% mai mult decât omologii lor negrevați de respectiva mutație.
Când cercetătorii au folosit editarea genelor pentru a inversa mutațiile la viermi, durata de viață a animalelor a fost scurtată, stabilindu-se o legătură cauzală.
Pentru a-și testa experimentul pe oameni, cercetătorii germani au lucrat cu mostre de sânge provenite de la indivizi tineri și bătrâni, în egală măsură.
„Când am comparat celulele tinere cu celulele foarte vechi, in vitro, am obținut exact aceleași rezultate”, a declarat Argyris Papantonis, unul dintre cercetătorii principali ai Universității din Köln.
Rezultatele interspecii confirmă că este „cu adevărat un fenomen general care se aplică îmbătrânirii și nu doar unul specific unui singur model, spre exemplu, cel al muștelor”, conform profesorului Beyer.
Dietă sănătoasă, transcripție îmbunătățită
„Studiul nostru spune că a avea, de pildă, o dietă sănătoasă sau a introduce o anumită restricție calorică ar îmbunătăți calitatea transcripției producției de ARN în celulă. Acest lucru ar avea, la rândul său, efecte benefice pentru celule pe termen lung”, subliniază prof. dr. Beyer.
Constatările cercetării ar putea ajuta la prevenirea manifestării cancerului, notează dr. Papantonis, la rândul său, deoarece „este o boală în principal târzie, cauzată de erori. Diminuarea erorilor ar putea fi o modalitate de a limita apariția cancerului sau a bolii târzii”.
Ele ne pot permite, de asemenea, să „înțelegem mai bine îmbătrânirea și ce se întâmplă atunci când îmbătrânim” și, în cele din urmă, „să înțelegem mai bine posibilele intervenții de ordin medical, ceea ce cred că deschide noi oportunități pentru amânarea îmbătrânirii sau extinderea îmbătrânirii sănătoase”, a concluzionat prof. dr. Beyer.
