Mokslo ir technologijų pasaulis

Naujas tyrimas rodo, kad senstant atsirandantys genų aktyvumo pokyčiai gali būti atstatyti.

Naujas tyrimas rodo, kad senėjimą galimą sulėtinti ar net atgręžti atgal, bent jau pelių, ištaisant genų aktyvumo pokyčius – tokius pačius, kokius sukelia žmogaus gyvenimo dešimtmečiai.

Pareguliavę genus, paverčiančius suaugusias ląsteles vėl į embrionines, Salk Biologijos studijų instituto tyrėjai sustabdė pelių ir žmonių ląstelių kultūrų senėjimą, pratęsė greičiau senėjančios pelės gyvenimo trukmę ir sėkmingai paskatino vidutinio amžiaus sužeistos pelės gijimą, rašoma Cell.

Tyrimas prisideda prie mokslinio teiginio, kad senėjimas didele dalimi yra vadinamųjų epigenetinių pokyčių, didinančių ar mažinančių genų aktyvumą, procesas. Žmonėms šiuos pokyčius gali sukelti rūkymas, tarša, ar kiti aplinkos faktoriai – didinantys ar mažinantys genų aktyvumą. Šiems pokyčiams kaupiantis, silpsta mūsų raumenys, lėtėja mąstymas ir tampame ligotesni.

Naujasis tyrimas rodo, kas kad kai kuriuos iš šių pokyčių galima panaikinti, ir šį procesą tyrėjai tikisi galiausiai pritaikyti gyviems žmonėms. „Senėjimas yra plastiškas, juo galima manipuliuoti,” sako Juan Carlos Izpisua Belmonte, tyrimo pagr, autorius ir Salk instituto genų ekspresijos ekspertas. Savo tyrime Belmonte ir jo kolegos atjaunino ląsteles, trumpam įjungdami keturis genus, galinčius suaugusias ląsteles vėl grąžinti į embrioninę būseną.

Gyvoms pelėms jie aktyvavo keturis genus (vadinamuosius „Yamanaka faktorius,” pavadintus Shinya Yamanaka, Nobelio premijos laureato garbei, kuris 2006 metais atrado bendrą jų potencialą). Tokiu būdu buvo atjauninti vidutinio amžiaus pelės sužaloti raumenys ir kasa, o taip pat 30% pailgintas gyvenimo trukmė pelės, su genetine mutacija, sukeliančia Hutchinson–Gilford progerijos sindromą, dėl kurio vaikai sparčiai sensta.

Kadangi Yamanaka faktoriai panaikina genų reguliatorių atliktus pakeitimus, kai kurie mokslininkai vertina šį tyrimą kaip dar vieną įrodymą, kad senėjimą sukelia epigenetiniai pokyčiai. „Manau, epigenetinis perprogravimas yra geriausias senėjimo stabdymo būdas,” sako Davidas Sinclairas, Harvardo universiteto genetikas ir senėjimo stabdymo tyrėjas, kuris tyrime nedalyvavo, bet atlieka panašų darbą. „Mano laboratorija gavo daug duomenų, rodančių, kad pagrindinė vadinamųjų senėjimo ženklų atsiradimo priežastis yra epigenetiniai pokyčiai.” Sinclairas sako, kad jo laboratorija rengia straipsnį, kuriame bus paaiškinta, kas sukelia senėjimo pokyčius.

Salko tyrimas buvo atliktas su vidutinio amžiaus pelėmis. Bet teoriškai, epigenetikos perprogravimas turėtų veikti bet kurio amžiaus pelėms ir žmonėms, sako pirmasis autorius Alejandro Ocampo, pridurdamas, kad netgi šimtamečių žmonių ląstelės gali būti atjauninamos. Jis ir Belmonte sako manantys, jog atlikus daugiau tyrimų, būtų galima padidinti technikos efektyvumą ir rezultatus – ir kad jie gali ištaisyti senėjimą sukeliančius epigenetinius pokyčius paprasčiau taikomais junginiais, nei Yamanaka faktoriai, ir taip priartinti gydymą žmonėms.

Matt Kaeberlein, molekulinis biologas iš Vašingtono universiteto, tyrinėjantis senėjimą, bet su aptariamu darbu nesusijęs, sako, kad kiti tyrėjai išsiaiškino, kad Yamanaka faktoriai gali atjauninti ląsteles – tad šis tyrimas tam tikra prasme nėra stebinantis. Bet Kaeberleinas sako, kad niekam kitam dar nepavyko pademonstruoti, kad šie faktoriai, atlikdami tokius pat pokyčius, gali gydyti su amžiumi susijusias ligas gyvūnams. „Tai ir yra wow faktorius,” paaiškina jis.

Kaeberleinas sako, kad tyrimas rodo, jog gali būti įmanoma ne tik sulėtinti senėjimą, bet ir jį apsukti. „Tai išties jaudina – tai reiškia, kad netgi pagyvenusiems žmonėms gali būti įmanoma atkurti jaunatviškas funkcijas,” sako jis. Be to, lengviau įsivaizduoti gydymą, atliekant pokyčius epigenomui, nei braunantis į kiekvieną ląstelę ir keičiant jos genus. Jis taip pat dar pabrėžia, kad naujojo tyrimo rezultatai labai panašūs regėtus, kai pasenusios ląstelės – nebeatliekančios savo funkcijų dėl amžiaus – iš organizmo pašalinamos. Dar neaišku, sako jis, ar „tai dar vienas būdas išjungti ar gal perprogramuoti pasenusias ląsteles.“

Manuel Serrano, senėjimo ekspertas iš Ispanijos Nacionalinio vėžio tyrimų centro Madride, su naujuoju tyrimu nesusijęs, tačiau sako, kad tyrimas ir jos rezultatai įspūdingi. „Visiškai sutinku su išvadomis. Šis darbas rodo, kad epigenetiniai pokyčiai iš dalies lemia senėjimą ir perprogravimas gali ištaisyti šias epigenetines klaidas,” parašė jis e.laiške. „Tai bus ateities jaudinančių tyrimų pagrindas.”

Tyrimas taip pat parodė, kokia plona linija kiria naudą nuo žalos. Kai tyrėjai taikė pelėms priemones kasdien, kai kurioms išsivystė augliai ir nugaišo per savaitę. Tačiau kai mokslininkai gydymą sutrumpino iki dviejų kartų per savaitę, pelių gaunama nauda buvo akivaizdi. Sinclairas sako, kad tai reikėtų turėti omenyje bet kam, kas stengiasi pratęsti žmogaus gyvenimo trukmę. „Visi žaidžiame su ugnimi,” sako jis ir priduria, kad ši plonytė linija apsunkins vaistų patvirtinimą reguliavimo tarnybose. „Kitus 10 metų tai ir aiškinsimės: kaip perprogramuoti ląsteles, kad jos atjaunėtų, tačiau netaptų augliais.”

Tiek Sinclairas, tiek ir Kaeberleinas sako norintys, kad Belmonte’o laboratorija parodytų, kad po genetinių pakeitimų ilgiau gyvena normalios pelės – o ne tik apgydoma senėjimą sukelianti liga.

Belmonte, kaip ir kai kurie kiti senėjimo tyrėjai, sako, kad pradinis jo tikslas yra pailginti „sveikatos trukmę” – laiką, kol asmuo sveikas. Gyvenimo trukmės prailginimas tikriausiai truks ilgiau. Dauguma pagrindinių mirties priežasčių, tarp kurių širdies ligos, vėžys ir Alzheimerio liga, yra senėjimo ligos, kurios daug dažniau pasitaiko peržengus vidurinį amžių. „Svarbu ne tik tai, kiek metų galime gyventi, bet ir kaip gerai tuos likusius metus nugyvename,” sako Ocampo.

Belmonte sako, kad jo komanda taipogi stengiasi nustatyti, ar senėjimas yra procesas, tuo pačiu metu pasireiškiantis visame kūne. Ar, kaip jis sako, „yra kažkoks senėjimą reguliuojantis audinys – ir kai sugenda jis, sugenda ir visas organizmas?” Dabar jie mano, kad smegenų hipotalamas – reguliuojantis hormonus, kūno temperatūrą, nuotaiką, alkį ir cirkadinius ritmu – gali reguliuoti ir senėjimą.

Kiti atrasti gyvūnų senėjimą lėtinantys būdai yra kalorijų ribojimas, vaistas rapamycinas ir parabiozė – jaunų pelių kraujo perpylimas senesnėms. Tai, kad visos šios skirtingo strategijos veikia, rodo, kad yra ne vienas senėjimo būdas, ir norint ženkliai pratęsti gyvenimą, gali tekti naudoti kelias viena kitą papildančias terapijas, sako Kaeberleinas.

Kai kurios medžiagos, pavyzdžiui, raudonajame vyne randamas resveratrolis, didelėmis koncentracijomis senėjimą stabdo, lėtindamas epigenetinius pokyčius ir saugodamas nuo epigenetinių pažeidimų, sako Sinclairas. Tokie būdai gali užkirsti kelią kai kuriems senėjimo aspektams, tokiems, kaip raumenų degeneracija – bet gydymą nutraukus, senėjimas tęsiasi, priduria. Tokiu būdu, kokį naujajame tyrime demonstruoja Belmonte, teoriškai „po vieno gydymo galėtumėte atjaunėti 10 ar 20 metų,” sako jis. Jei senėjimas pasireiškia vėl, tiesiog pakartojate gydymo procedūrą.

„Šis darbas yra pirmasis vilties spindulėlis, kad galėsime gyventi šimtmečius,” sako Sinclairas, pridurdamas, kad jis pats mielai sutiktų tai atlikti: „Keturiasdešimt septyni metai prabėgo labai jau greitai.”

Karen Weintraub
scientificamerican.com