Τα «κλειδιά» της μακροζωίας

Έλληνες και ξένοι ερευνητές ανακάλυψαν μηχανισμό που ελέγχει τη διαδικασία της γήρανσης. Έπεται συνέχεια, με στόχο τη μεγαλύτερη και καλύτερη επιβίωση

Ιωάννα Σουφλέρη

14/10/2018

Η γήρανση είναι ένα δεδομένο της ζωής όλων των οργανισμών, του ανθρώπου συμπεριλαμβανομένου. Παρά την καθολικότητά της όμως και παρά την έντονη ερευνητική δραστηριότητα γύρω από αυτήν, η γήρανση φαίνεται πως κρατά ακόμη πολλά κρυμμένα μυστικά. Μυστικά που η αποκάλυψή τους ελπίζεται ότι θα επιτρέψει μια μέρα την επιμήκυνση της ζωής μας, πετυχαίνοντας ταυτόχρονα να μας απαλλάξει από τα προβλήματα που συνοδεύουν τo γήρας. Ένα τέτοιο μυστικό ζωτικής σημασίας αποκάλυψε πρόσφατα μια διεθνής ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον δρα Νεκτάριο Ταβερναράκη (*), καθηγητή της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κρήτης και πρόεδρο του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας της Κρήτης (ΙΤΕ). Οπως αναφέρεται στο σχετικό άρθρο των ερευνητών στην έγκριτη επιστημονική επιθεώρηση «Cell Reports» (Τ. 25, σελ. 199-211, 2 Οκτωβρίου 2018), διαπιστώθηκε ότι η γήρανση σχετίζεται άμεσα και ελέγχεται από τη διαδικασία της σύνθεσης των πρωτεϊνών.

Σωμάτια επεξεργασίας

Ας θυμηθούμε όμως μερικά βασικά: καλά φυλαγμένο στον πυρήνα κάθε κυττάρου μας είναι το DNA, στο οποίο είναι κωδικοποιημένη όλη η πληροφορία για τη σύνθεση των πρωτεϊνών (των δομικών και λειτουργικών συστατικών του κυττάρου). Το μεγαλομοριακό και «δυσκίνητο» DNA δεν βγαίνει ποτέ από τον πυρήνα, ενώ οι πρωτεΐνες συντίθενται στο κυτταρόπλασμα, στη μοριακή «σούπα» μέσα στην οποία κολυμπούν τα οργανίδια του πυρήνα. Η απαιτούμενη για τη σύνθεση των πρωτεϊνών πληροφορία μεταφέρεται από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα με το άλλο νουκλεϊνικό οξύ, το RNA, και συγκεκριμένα το αγγελιαφόρο RNA (messenger RNA ή mRNA). Ετσι για κάθε πρωτεΐνη που συντίθεται υπάρχει το αντίστοιχό της mRNA, το οποίο έχει προκύψει αντιγράφοντας μια συγκεκριμένη περιοχή του DNA. Οταν τα mRNA επιτελέσουν τον ρόλο τους, συγκεντρώνονται σε μικροσκοπικές δομές του κυττάρου, οι οποίες ονομάζονται «σωμάτια επεξεργασίας» (Processing bodies, P-bodies). Οπως εξήγησε μιλώντας στο ΒΗΜΑScience ο δρ Ταβερναράκης, «οι δομές αυτές οι οποίες ανακαλύφθηκαν σχετικά πρόσφατα θεωρήθηκαν αρχικά ότι ήταν τα σημεία αποικοδόμησης των mRNA. Ωστόσο διαπιστώθηκε σύντομα ότι επρόκειτο για θέσεις όπου τα mRNA μπορούν και να αποθηκεύονται προκειμένου να επαναχρησιμοποιηθούν. Τα σωμάτια επεξεργασίας είναι νουκλεϊνοπρωτεϊνικά σύμπλοκα, σχηματίζονται δηλαδή από νουκλεϊνικά οξέα και πρωτεΐνες, και εντοπίζονται σε όλα τα κύτταρα και σε όλους τους οργανισμούς».

Η διεθνής ερευνητική ομάδα εργάστηκε με ένα κλασικό για τη μελέτη της γήρανσης πειραματόζωο, τον νηματώδη σκώληκα Caenorhabditis elegans, και επικεντρώθηκε στην πρωτεΐνη eIA4E. Η εν λόγω πρωτεΐνη προσδένεται στα mRNΑ προκειμένου να αρχίσει η διαδικασία της μετάφρασης, της σύνθεσης δηλαδή των πρωτεϊνών επί τη βάσει των πληροφοριών που έχουν δοθεί από το DNA στα διάφορα mRNA. Οταν ολοκληρωθεί η πρωτεϊνοσύνθεση και κάποιο mRNA αποσυρθεί στα σωμάτια επεξεργασίας, η πρωτεΐνη eIA4E το ακολουθεί. Το ενδιαφέρον των ερευνητών δεν εστιάστηκε καθόλου τυχαία στην eIA4E: «Πρόκειται για έναν μεταφραστικό παράγοντα ο οποίος έχει συντηρηθεί κατά τη διάρκεια της εξέλιξης τόσο ώστε να είναι ανταλλάξιμος μεταξύ διαφορετικών ειδών. Μπορεί κανείς να αντικαταστήσει τον παράγοντα του νηματώδους με τον αντίστοιχο της μύγας ή του ποντικού και να επιτύχει το ίδιο αποτέλεσμα» σημείωσε ο δρ Ταβερναράκης. Περιττό να πούμε ότι τίποτε δεν διατηρείται εξελικτικά αν δεν είναι σημαντικό, και η ομάδα των ερευνητών με μια σειρά πολύ κομψών πειραμάτων κατέδειξε πόσο σημαντικό ρόλο παίζει η eIA4E και στη γήρανση.

Παγίδα ζωής

Ειδικότερα, οι Έλληνες και ξένοι επιστήμονες πέτυχαν να παγιδεύσουν την eIA4E στα σωμάτια επεξεργασίας, να μειώσουν δηλαδή τη διαθεσιμότητά της. Όπως ήταν αναμενόμενο (καθώς η eIA4E είναι απαραίτητη για την έναρξη της πρωτεϊνοσύνθεσης), η πρώτη συνέπεια της παρέμβασης αυτής ήταν η μείωση των επιπέδων πρωτεϊνοσύνθεσης στα κύτταρα του νηματώδους σκώληκα. Ωστόσο, το εντυπωσιακότερο εύρημα ήταν το γεγονός ότι η μειωμένη πρωτεϊνοσύνθεση είχε ως αποτέλεσμα την επιμήκυνση της ζωής του ζώου, αλλά και την καλύτερη ανταπόκρισή του σε συνθήκες στρες!

Ρωτήσαμε τον δρα Ταβερναράκη αν το εύρημα αυτό, ότι δηλαδή η μειωμένη πρωτεϊνοσύνθεση αυξάνει την επιβίωση και αποσβένει τις συνέπειες του στρες, φαίνεται κάπως αναπάντεχο. Θα περίμενε κανείς ακριβώς το αντίθετο! «Πράγματι, ακούγεται περίεργο να πρέπει να μειώσει κανείς μια ζωτική κυτταρική λειτουργία ώστε να ζήσει περισσότερο και να είναι υγιής. Ωστόσο δεν πρέπει να ξεχνούμε ότι η πρωτεϊνοσύνθεση είναι μια εξαιρετικά ενεργοβόρα διεργασία. Πρόσφατα έχει υπολογιστεί ότι για αυτήν το κύτταρο καταναλώνει περίπου το 50% της ενέργειάς του. Φαίνεται λοιπόν ότι η ελάττωση της πρωτεϊνοσύνθεσης επιτρέπει στο κύτταρο να διαθέσει τους εξοικονομούμενους πόρους για διαδικασίες που του παρέχουν προστασία, όπως παραδείγματος χάριν για την επιδιόρθωση λαθών στο DNA ή για την απομάκρυνση τοξικών αποβλήτων, μέσω της αυτοφαγίας. Βεβαίως, υπάρχει πάντα ένα κατώφλι το οποίο δεν πρέπει να ξεπεραστεί. Για να έχουμε το επιθυμητό αποτέλεσμα, η πρωτεϊνοσύνθεση πρέπει μεν να μειωθεί, αλλά όχι σε τέτοιο σημείο ώστε να διακυβεύονται οι ζωτικές λειτουργίες του κυττάρου».

Μακροπρόθεσμα και άμεσα οφέλη

Όπως ήδη σημειώθηκε, τα πειραματόζωα στα οποία μειώθηκε η πρωτεϊνοσύνθεση μέσω του ελέγχου του μεταφραστικού παράγοντα eIF4E δεν έζησαν μόνο περισσότερο, ήταν και υγιέστερα, καθώς εμφάνισαν αντοχή στο στρες, το οποίο ως γνωστόν είναι η πηγή πολλών δεινών και για τη δική μας υγεία. Δεν προκαλεί λοιπόν εντύπωση το εύρημα ότι ο εν λόγω παράγοντας εμφανίζεται αυξημένος σε πλήθος ασθενειών, του καρκίνου συμπεριλαμβανομένου. Οι ερευνητές ελπίζουν να αξιοποιήσουν τα ευρήματά τους για την αντιμετώπιση ασθενειών όπως ο καρκίνος (λέμφωμα, αδενοκαρκίνωμα, καρκίνος μαστού, λάρυγγα και προστάτη) και οι νευροεκφυλιστικές παθήσεις (νόσος του Parkinson, νόσος του Alzheimer, νευρομυϊκές ανωμαλίες).

Δεν μπορέσαμε ωστόσο να αντισταθούμε στον πειρασμό και να μη ρωτήσουμε τον Έλληνα καθηγητή, ο οποίος μελετά τη γήρανση για περισσότερο από δύο δεκαετίες, αν τα ευρήματά του συνολικά μπορούν να «μεταφραστούν» συντομότερα σε χρήσιμες συμβουλές για όλους μας. Ορίστε τι μας είπε: «Μια πρακτική συμβουλή θα ήταν να βάλουμε το περπάτημα στη ζωή μας. Είναι μια ήπιας μορφής άσκηση, η οποία δεν καταπονεί τον οργανισμό και δεν τον στρεσάρει. Έχουμε εξελιχθεί για να βαδίζουμε, όχι να τρέχουμε. Για πολλές χιλιάδες χρόνια ήμασταν κυνηγοί-τροφοσυλλέκτες. Βαδίζαμε στις σαβάνες αναζητώντας τροφή. Μας ταιριάζει το βάδισμα και έχει βρεθεί ότι αυξάνει την επιβίωση. Αντίθετα, έχει παρατηρηθεί ότι οι υπεραθλητές δεν μακροημερεύουν ακριβώς επειδή, μέσω της υπερπροσπάθειας, αναγκάζουν τον οργανισμό τους να παράγει ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, τοξικά παραπροϊόντα του μεταβολισμού. Με άλλα λόγια, η καλύτερη συμβουλή είναι το μέτρο, η ισορροπία».

* Ο Νεκτάριος Ν. Ταβερναράκης (γενν. 2 Μαΐου 1967) είναι Έλληνας βιολόγος και πανεπιστημιακός, με καταγωγή από το Ηράκλειο Κρήτης. Είναι Καθηγητής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κρήτης και Πρόεδρος του Διοικητικού Συμβουλίου του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ). Είναι επίσης ιδρυτής και Διευθυντής του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών στη Βιοπληροφορική της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κρήτης, ενώ έχει διατελέσει Διευθυντής του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας.

ΠΗΓΗ: ΤΟ ΒΗΜΑ-SCIENCE