Znanstvenici s Instituta za molekularnu biologiju (IBM) u gradu Mainz u Njemačkoj ostvarili su veliko otkriće u razumijevanju porijekla procesa starenja. Identificirali su da geni koji pripadaju procesu koji se zove autofagija – jedan od osnovnih staničnih procesa preživljavanja – promoviraju zdravlje i fitness kod mladih crva ali kasnije u životu pogone i proces starenja. Ovo istraživanaje objavljeno u časopisu Genes & Development pruža neke od prvih jasnih dokaza o tome kako je proces starenja proizišao kao kapric evolucije. Ova otkrića mogla bi imati i šire implikacije za liječenje neurodegenerativnih poremećaja poput Alzheimera, Parkinsona i Huntingtona, bolesti u kojima je autofagija implicirana. Znanstvenici pokazuju da promicanje dugovječnosti isključivanjem autofagije kod starih crva potiče snažno poboljšanje u zdravlju neurona i, posljedično, u zdravlju cijeloga tijela.
Starenje, to je nešto što se događa svima i gotovo svakoj vrsti na ovom planetu, ali pitanje je, bi li trebalo? U nedavnoj publikaciji u časopisu Genes & Development pod nazivom „Neuronal inhibition of the autophagy nucleation complex extends lifespan in post-reproductive C. elegans“, laboratorij dr. Holgera Richlyja na IMB-u otkriveni su neki od prvih genetičkih dokaza koji bi mogli odgovoriti na ovo pitanje.
Kao što je objasnio Charles Darwin, prirodna selekcija rezultira preživljavanjem najsposobnijih u danom okolišu kako bi se množili i prenosili gene na sljedeću generaciju. Što je plodonosnija osobina u promicanju reproduktivnog uspjeha, to je snažnija selekcija za tu osobinu. U teoriji, ovo bi trebalo omogućiti pojavu pojedinaca s osobinama koje sprječavaju starenje jer bi se njihovi geni mogli prenositi kontinuirano. Dakle, usprkos očitoj činjenici suprotnog, s evolucijskog stajališta starenje se nije trebalo dogoditi.
Ova evolucijska kontradikcija predmet je brojnih rasprava i teorija još od 19. stoljeća. Tek 1953. godine je George C. Williams svojom hipotezom antagonističke pleiotropije (AP) ponudio racionalno objašnjenje pojave starenja u populaciji tijekom evolucije. Williams je predložio da prirodna selekcija obogaćuje gene koji potiču reproduktivni uspjeh ali posljedično ignorira njihove negativne učinke na dugovječnost. Važno je da to vrijedi samo kada se ti negativni učinci pojave nakon početka reprodukcije. U osnovi, ako mutacija gena rezultira većim potomstvom, ali skraćuje životni vijek, to je u redu. To je tako zato što može biti više potomaka koji nose roditeljske gene u kraćem vremenu kao nadoknada. Sukladno, tijekom vremena, aktivno se odabiru ove mutacije koje promiču fitness i starenje, i proces starenja postaje upisani dio našeg DNK. Ova teorija matematički je dokazana i njene su implikacije demonstrirane u stvarnom svijetu, ali stvarni dokaz ovakvog ponašanja gena dosad nije bio pronađen.
Ovaj dokaz je sada pronađen, tvrdi suvoditelj istraživanja Jonathan Byrne: „Evolucijska teorija starenja tako lijepo sve objašjava, ali je nedostajao stvarni dokaz njenog odvijanja u prirodi. Evolucija postaje slijepa za učinke mutacija koje potiču starenje dok god se ti učinci pojavljuju nakon početka reprodukcije. Stvarno, evolucija je previdjela starenje.“ Jonathan nastavlja: „Ovi AP geni nisu pronađeni ranije zato što je nevjerojatno teško raditi s već starim životinjama, mi smo prvi koji su otkrili kako provesti ovo istraživanje u širokom rasponu“. Objašnjava dalje: „ Na relativno malom zaslonu pronašli smo iznenađujuće velik broj gena [30] koji djelujuju antagonistički“. Prethodna istraživanja pronašla su gene koji potiču starenje, iako su istovremeno i neophodni za razvoj, ali ovih 30 gena predstavlja neke od prvih pronađenih gena koji potiču starenje specifično i samo kod starih crva. „S obzirom na to da sm testirali samo 0,05% svih gena kod crva, ovo sugerira da bi moglo biti još mnogo gena koje možemo pronaći“, rekao je Jonathan.
Dokaz da je starenje potaknuto evolucijom nije jedino iznenađenje koje ova studija nudi, tvrdi Thomas Wilhelm, drugi suvoditelj istraživanja. „Najviše nas je iznenadilo u koje procese su uključeni ti geni“. Wilhelm i njegovi kolege nisu se zadovoljili time da pruže dokaz koji je nedostajao kako bi se riješila 60-godišnja zagonetka, nego su išli dalje opisom što podskup ovih gena radi kod C. elegansa i kako vode proces starenja. „Ovdje rezultati postaju zaista fascinantni“, rekao je dr. Holger Richly, glavni istražitelj studije. „Pronašli smo niz gena uključen u regulaciju autofagije, što ubrzava proces starenja.“ Ovi rezultati zaista su iznenađujući, proces autofagije je ključan stanični proces recikliranja, i obično je potreban za život normalnog vijeka. Autofagija se usporava s godinama i autori ovog rada pokazuju kako se u potpunosti pogoršava kod starijih crva. Pokazali su kako isključivanje ključnih gena u inicijaciji procesa omogućava crvima duži život u usporedi s kontrolnom skupinom.
„Ovo bi nas moglo natjerati da promislimo svoje ideje o jednom od najosnovnijih procesa koji postoje u stanici“, objasnio je Holger. „Autofagija se gotovo uvijek smatra korisnom, čak i kad jedva djeluje. Umjesto toga, mi pokazujemo da postoje ozbiljne negativne posljedice njenog razbijanja a onda je bolje u potpunosti ju zaobići.“ „To je klasični AP“, nastavlja, „Kod mladih crva, autofagija je ispravna i neophodna za postizanje zrelosti ali nakon reprodukcije, počinje se kvariti i uzrokuje starenje crva.“
U posljednjem otkriću Richly i njegov tim uspjeli su pratiti izvor signala koji potiču dugovječnost i završavaju u određenom tkivu – neuronima. Deaktiviranjem autofagije u neuronima starih crva, ne samo da su produžili život crva, nego se i sveukupno zdravlje crva dramatično povećalo. „Zamislite da dođete do sredine života i zatim dobijete lijek koji će vas držati jednako zdravima i pokretnima kao netko upola vaše dobi, eto tako je ovim crvima“, rekao je Thomas Wilhelm. „Autofagiju isključimo u samo jednom tkivu i cijela životinja ima dobiti od toga. Neuroni su puno zdraviji kod tretiranih crva i mislimo da ovo održava mišiće i ostatak tijela u dobroj formi. Rezulat je produljenje života za 50%.“
Autori još uvijek ne znaju točno koji mehanizmi uzrokuju produljenje zdravlja neurona, ali ovi pronalasci mogli bi imati implikacije za stvaran svijet. „Postoje brojne neurološke bolesti koje su povezane s disfunkcionalnom autofagijom poput Alzheimerove, Parkinsonove i Huntingtonove bolesti, i moguće je da ovi autofagni geni reprezentiraju dobar način očuvanja neurološkog integriteta u ovim slučajevima“, objasnio je Thomas Wilhelm. Iako su ovi tretmani još daleko, i pod pretpostavkvom mogu li se rekapitulirati kod ljudi, svejedno nude mučnu nadu da ćemo uspjeti zaustaviti bolesti i istovremeno postajati sve mlađi i zdraviji.
Izvor: Medical Express
