Επιστημονικό επίτευγμα στη Γερμανία ανοίγει νέους δρόμους στην έρευνα κατα της γήρανσης και δημιουργεί ελπίδες για την αντιμετώπιση νευροεκφυλιστικών ασθενειών, όπως το Αλτσχάιμερ.
Μπορεί ο χρόνος να κυλά μόνο προς μία κατεύθυνση για τον άνθρωπο, φαίνεται όμως ότι δεν ισχύει απαραίτητα το ίδιο για τα κύτταρά του. Μια εντυπωσιακή επιστημονική ανακάλυψη από τη Γερμανία έρχεται να ανατρέψει όσα θεωρούσαμε δεδομένα για τη βιολογική γήρανση, αποδεικνύοντας ότι το μοριακό ρολόι των ανθρώπινων κυττάρων μπορεί, υπό συγκεκριμένες εργαστηριακές συνθήκες, να γυρίσει δεκαετίες πίσω.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βόννης και του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου της πόλης κατάφεραν να επαναπρογραμματίσουν κύτταρα ανθρώπου ηλικίας 80 ετών, μειώνοντας τη μοριακή τους ηλικία σε επίπεδα που αντιστοιχούν σε άτομα κάτω των 20 ετών.
Πρόκειται για μια εντυπωσιακή αντιστροφή περισσότερων από έξι δεκαετιών κυτταρικής γήρανσης, η οποία επιτεύχθηκε μέσα σε περίπου 50 ημέρες.
Τα αποτελέσματα της μελέτης, που δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Aging Cell, προσφέρουν πολύτιμα στοιχεία για τους μηχανισμούς που ελέγχουν τη γήρανση και την αναζωογόνηση των κυττάρων.
Από κύτταρα του αίματος σε νευρικά κύτταρα
Το ιδιαίτερα ενδιαφέρον στοιχείο της έρευνας δεν περιορίζεται στην αντιστροφή της μοριακής ηλικίας.
Οι Γερμανοί επιστήμονες κατάφεραν ταυτόχρονα να αλλάξουν την ταυτότητα των κυττάρων, μετατρέποντας πρόδρομα κύτταρα των ερυθρών αιμοσφαιρίων σε νευρικά βλαστοκύτταρα, τα οποία μπορούν στη συνέχεια να δημιουργήσουν νευρώνες.
Η διαδικασία βασίζεται στον λεγόμενο Η επιστήμη επιτυνχάνει τον επαναπρογραμματισμό, μια τεχνική που επιτρέπει στους ερευνητές να τροποποιούν τη λειτουργία των κυττάρων μέσω ειδικών πρωτεϊνών, γνωστών ως μεταγραφικών παραγόντων.
Αν και τα περισσότερα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού διαθέτουν ουσιαστικά το ίδιο γενετικό υλικό, η διαφορετική ενεργοποίηση των γονιδίων καθορίζει τον ρόλο και τις ιδιότητές τους.
Με κατάλληλες εργαστηριακές παρεμβάσεις, οι επιστήμονες μπορούν να μεταβάλουν αυτή τη διαδικασία και να οδηγήσουν ένα κύτταρο προς μια διαφορετική λειτουργική ταυτότητα.
Μάλιστα, σε προηγούμενα πειράματα, νευρώνες που δημιουργήθηκαν με αντίστοιχη μέθοδο κατάφεραν να σχηματίσουν συνδέσεις με ήδη υπάρχοντα νευρικά κύτταρα όταν μεταμοσχεύθηκαν σε εγκεφάλους ποντικών.
Το μυστικό βρίσκεται στο μοριακό μας ρολόι
Πώς όμως μπορεί να προσδιοριστεί η πραγματική βιολογική ηλικία ενός κυττάρου;
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τα λεγόμενα επιγενετικά ρολόγια, τα οποία αναλύουν συγκεκριμένες χημικές τροποποιήσεις στο DNA που μεταβάλλονται καθώς μεγαλώνουμε.
Οι αλλαγές αυτές δεν επηρεάζουν την ίδια τη γενετική αλληλουχία, αλλά τον τρόπο με τον οποίο ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται τα γονίδια.
Παρακολουθώντας αυτούς τους δείκτες, η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι τα κύτταρα του 80χρονου δότη είχαν αποκτήσει, μετά τον επαναπρογραμματισμό, επιγενετική ηλικία μικρότερη των 20 ετών.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Όλιβερ Μπριστλ, διευθυντή του Ινστιτούτου Αναγεννητικής Νευροβιολογίας του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου της Βόννης, η αναζωογόνηση δεν περιορίζεται απλώς σε μια αλλαγή των εργαστηριακών δεικτών.
Τα επαναπρογραμματισμένα κύτταρα παρουσιάζουν χαρακτηριστικά και συμπεριφορά που παραπέμπουν σε νεότερα κύτταρα, γεγονός που ενισχύει την επιστημονική σημασία του αποτελέσματος.
Μια διαφορετική μέθοδος που επιτρέπει στους επιστήμονες να παρακολουθούν την αναζωογόνηση
Μέχρι σήμερα, αρκετές τεχνικές κυτταρικού επαναπρογραμματισμού βασίζονταν σε μια διαδικασία δύο σταδίων.
Αρχικά, τα εξειδικευμένα κύτταρα μετατρέπονταν σε πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, αποκτώντας τη δυνατότητα να εξελιχθούν σε πολλούς διαφορετικούς κυτταρικούς τύπους. Στη συνέχεια, καθοδηγούνταν ώστε να αποκτήσουν την επιθυμητή νέα ταυτότητα.
Η ομάδα της Βόννης ακολούθησε διαφορετική προσέγγιση.
Μετέτρεψε απευθείας τα πρόδρομα κύτταρα του αίματος σε νευρικά βλαστοκύτταρα, παρακάμπτοντας το ενδιάμεσο στάδιο της πολυδυναμίας.
Το σημαντικό πλεονέκτημα αυτής της τεχνικής είναι ότι η αναζωογόνηση εξελίσσεται σταδιακά και όχι απότομα.
Έτσι, οι ερευνητές μπόρεσαν να παρακολουθήσουν τις μοριακές μεταβολές για χρονικό διάστημα μεγαλύτερο των 100 ημερών, αποκτώντας μια πολύ πιο αναλυτική εικόνα της διαδικασίας.
Η παρατεταμένη αυτή περίοδος παρατήρησης δημιουργεί ένα εξαιρετικά χρήσιμο πειραματικό μοντέλο, μέσω του οποίου μπορούν να μελετηθούν οι παράγοντες που επιταχύνουν ή επιβραδύνουν την κυτταρική αναζωογόνηση.
Παράλληλα, δίνεται η δυνατότητα να εξεταστεί κατά πόσο συγκεκριμένες ουσίες θα μπορούσαν να επηρεάσουν αυτούς τους μηχανισμούς.
Τι μπορεί να σημαίνει για τη νόσο Αλτσχάιμερ
Η ανακάλυψη αποκτά ιδιαίτερη σημασία στον τομέα της νευροβιολογίας.
Η προχωρημένη ηλικία αποτελεί τον σημαντικότερο παράγοντα κινδύνου για την εμφάνιση πολλών νευροεκφυλιστικών παθήσεων, μεταξύ των οποίων και η νόσος Αλτσχάιμερ.
Η καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών που επιτρέπουν σε ένα γερασμένο κύτταρο να ανακτήσει νεότερα μοριακά χαρακτηριστικά θα μπορούσε μελλοντικά να συμβάλει στην ανάπτυξη νέων θεραπευτικών στρατηγικών.
Οι επιστήμονες επιδιώκουν να κατανοήσουν ποιοι βιολογικοί μηχανισμοί καθορίζουν τη διαδικασία της αναζωογόνησης και κατά πόσο θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν για την προστασία ή την αποκατάσταση νευρικών κυττάρων.
Ωστόσο, είναι σημαντικό να διευκρινιστεί ότι η συγκεκριμένη ανακάλυψη αφορά εργαστηριακά κύτταρα και όχι την αναστροφή της ηλικίας ενός ολόκληρου ανθρώπινου οργανισμού.
Δεν αποτελεί, επομένως, θεραπεία αντιγήρανσης ούτε αποδεικνύει ότι μπορεί σήμερα να αναστραφεί η γήρανση του ανθρώπου.
Μπορεί τελικά η γήρανση να μην είναι μονόδρομος;
Για δεκαετίες, η γήρανση αντιμετωπιζόταν ως μια αναπόφευκτη βιολογική πορεία, κατά την οποία τα κύτταρα συσσωρεύουν σταδιακά αλλαγές που επηρεάζουν τη λειτουργία τους.
Η σύγχρονη έρευνα, ωστόσο, αποκαλύπτει ότι ορισμένα χαρακτηριστικά αυτής της διαδικασίας μπορούν να τροποποιηθούν και, τουλάχιστον σε κυτταρικό επίπεδο, να αντιστραφούν.
Το επίτευγμα των επιστημόνων της Βόννης δεν σημαίνει ότι βρέθηκε το μυστικό της αιώνιας νεότητας. Αποτελεί όμως ένα σημαντικό βήμα προς την κατανόηση της βιολογικής ηλικίας και των δυνατοτήτων παρέμβασης στους μηχανισμούς της.
Ίσως το πιο συναρπαστικό συμπέρασμα είναι ότι, ενώ δεν μπορούμε να αλλάξουμε τα χρόνια που έχουμε ζήσει, η επιστήμη αρχίζει να ανακαλύπτει τρόπους με τους οποίους ορισμένα κύτταρά μας μπορούν να αποκτήσουν ξανά χαρακτηριστικά της νεότητάς τους.
Και αυτή η δυνατότητα θα μπορούσε κάποτε να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο αντιμετωπίζουμε τη γήρανση και τις ασθένειες που τη συνοδεύουν.
Πηγή επιστημονικής έρευνας: Aging Cell – Πανεπιστήμιο της Βόννης.
