W bostońskich laboratoriach stare, niewidome myszy odzyskały wzrok, rozwinęły mądrzejsze, młodsze mózgi oraz zbudowały silniejszą tkankę mięśniową i nerkową. Z drugiej strony młode myszy starzały się przedwcześnie, co miało druzgocące skutki dla prawie każdej tkanki w ich ciele.
Eksperymenty wykazały, że starzenie się jest procesem odwracalnym, który można dowolnie przesuwać „w tę i z powrotem” – powiedział ekspert ds. przeciwdziałania starzeniu się David Sinclair, profesor genetyki w Instytucie Blavatnik w Harvard Medical School i współdyrektor Paul F. Glenn „dla badania nad biologią starzenia.
„Nasze ciała zawierają kopię zapasową naszej młodości, którą można pobudzić do regeneracji” – mówi Sinclair, starszy autor nowego artykułu przedstawiającego pracę jego laboratorium i międzynarodowych naukowców.
Połączone eksperymenty, opublikowane po raz pierwszy w czasopiśmie Cell, podważają naukowe przekonanie, że starzenie się jest wynikiem mutacji genetycznych, które osłabiają nasze DNA, tworząc nagromadzenie uszkodzonej tkanki komórkowej, co może prowadzić do złego stanu zdrowia, chorób i śmierci.
„To nie uszkodzenia powodują, że się starzejemy. – twierdzi Sinclair. – Jesteśmy przekonani, że jest to utrata informacji – zdolności komórki do odczytania swojego pierwotnego DNA, w związku z czym zapomina ona, jak funkcjonować – w podobny sposób, w jaki na starym komputerze może powstać uszkodzone oprogramowanie. Nazywam to informacyjną teorią starzenia się.
Jae-Hyun Yang, pracownik naukowy zajmujący się genetyką w laboratorium Sinclaira, który jest współautorem artykułu, powiedział, że spodziewa się, że odkrycia „zmienią sposób, w jaki postrzegamy proces starzenia i podejście do leczenia chorób związanych ze starzeniem się”.
Awicenna: Starzenie się oznacza odwodnienie
Zmiany epigenetyczne kontrolują starzenie się
Podczas gdy DNA można uważać za sprzęt ciała, epigenom to oprogramowanie. Według Narodowego Instytutu Badań nad Genomem Człowieka epigeny to białka i substancje chemiczne, które niczym piegi znajdują się na każdym genie i czekają, aby powiedzieć genowi, „co ma robić, gdzie i kiedy to zrobić”. Epigenom dosłownie włącza i wyłącza geny. Proces ten może zostać wywołany zanieczyszczeniami, toksynami w środowisku i zachowaniem człowieka, takim jak palenie, spożywanie diety przeciwzapalnej lub chroniczny brak snu. I podobnie jak w komputerze, proces komórkowy załamuje się, gdy więcej DNA ulega zakłóceniom lub uszkodzeniom, mówi Sinclair.
„Komórki wpadają w panikę, a białka, które normalnie kontrolują geny, zostają rozproszone, ponieważ muszą naprawić DNA” – wyjaśnia. „Wtedy nie wszyscy wracają do miejsca, w którym zaczęli, więc z czasem przypomina to grę w ping-ponga, w której piłki lądują po całej podłodze”.
Innymi słowy, części komórek gubią drogę do domu, podobnie jak u osoby chorej na Alzheimera.
„Niesamowitą rzeczą w tym odkryciu jest to, że mamy w organizmie kopię zapasową oprogramowania, którą możemy zresetować” – mówi Sinclair. „Pokazujemy, dlaczego to oprogramowanie się psuje i jak możemy zresetować system – poprzez naciśnięcie przełącznika resetowania, który przywraca komórce zdolność ponownego prawidłowego odczytania genomu”.
Nie ma znaczenia, czy ciało ma 50 czy 75 lat, jest zdrowe czy cierpi na jakąś chorobę – mówi Sinclair. I dodaje, że gdy ten proces zostanie uruchomiony, „organizm będzie pamiętał, jak się regenerować i znów będzie młody, nawet jeśli jest już stary i choruje. Co to za oprogramowanie, jeszcze nie wiemy. W tym momencie jesteśmy po prostu świadomi, że możemy przełączyć przełącznik.”
Doktor David Sinclair
Lata badań
Poszukiwania zmiany rozpoczęły się, gdy Sinclair był jeszcze studentem studiów magisterskich i należał do zespołu z MIT, który odkrył istnienie w drożdżach genów kontrolujących starzenie się. Gen ten występuje u wszystkich stworzeń, zatem musi istnieć sposób, aby zrobić to samo u ludzi, sugeruje dr Sinclair. Aby przetestować swoją teorię, rozpoczął eksperymenty mające na celu przyspieszenie starzenia się myszy bez powodowania mutacji lub raka.
Z pomocą innych naukowców dr Sinclair i jego zespół z Harvardu byli w stanie postarzyć tkanki w mózgu, oczach, mięśniach, skórze i nerkach myszy.
W tym celu zespół Sinclaira opracował ICE, skrót od indukowalnych zmian w epigenomie. Zamiast zmieniać odcinki kodujące DNA myszy, co może powodować mutacje, ICE zmienia sposób fałdowania DNA. Tymczasowe, szybko gojące się nacięcia wykonane przez ICE imitują codzienne uszkodzenia spowodowane chemikaliami, światłem słonecznym i tym podobnymi czynnikami, które przyczyniają się do starzenia. Roczne myszy ICE wyglądały i zachowywały się dwa razy starsze.
Aby znów stać się młodym
Genetyk z laboratorium Sinclaira, Yuanchen Lu, stworzył mieszaninę trzech z czterech „czynników Yamanaka”, czyli komórek skóry starszych osób, które zostały przeprogramowane tak, aby zachowywały się jak embrionalne lub pluripotencjalne komórki macierzyste, zdolne do przekształcenia się w dowolną komórkę w organizmie. „Koktajl” wstrzyknięto do uszkodzonych komórek zwojowych siatkówki w tylnej części oczu niewidomych myszy i włączono je poprzez podanie im antybiotyków.
8 zdrowych nawyków może spowolnić starzenie się
„Antybiotyk to tylko narzędzie. Może to być jakakolwiek inna substancja chemiczna. To tylko sposób na włączenie trzech genów” – mówi dr Sinclair. „Zazwyczaj pojawiają się tylko u bardzo młodych, rozwijających się embrionów, a następnie znikają wraz z wiekiem”.
Myszy odzyskały większość wzroku.
Jak wynika z badania, zespół zbadał następnie komórki mózgu, mięśni i nerek i przywrócił je do znacznie młodszego poziomu.
„Jednym z naszych przełomów było uświadomienie sobie, że jeśli użyjemy tego konkretnego zestawu trzech pluripotencjalnych komórek macierzystych, myszy nie wrócą do wieku zerowego, co spowodowałoby raka lub coś gorszego” – wyjaśnia dr Sinclair. Zamiast tego komórki powracają do 50–75% swojego pierwotnego wieku i na tym się zatrzymują – nie stają się młodsze, co jest szczęściem. Nadal nie rozumiemy, skąd komórki wiedzą, jak to zrobić.”
Obecnie zespół dr Sinclaira próbuje znaleźć sposób na równomierne dostarczenie przełącznika genetycznego do każdej komórki, tym samym odmładzając jednocześnie całą mysz.
„Dostawa stanowi przeszkodę techniczną, ale wydaje się, że inne zespoły badawcze poradziły sobie dobrze” – mówi dr Sinclair, wskazując na dwa niepublikowane badania, które wydają się przezwyciężyć ten problem.
„Koledzy używali tego samego systemu, który opracowaliśmy do leczenia bardzo starych myszy, odpowiednika 80-letniego człowieka. Jednak wydłużyły one życie myszy, co jest niezwykłe. Więc w pewnym sensie ubiegli nas w tym eksperymencie. Ale to mówi mi, że odmłodzenie nie dotyczy tylko kilku narządów, ale jest w stanie odmłodzić całą mysz, ponieważ żyje ona dłużej. Wyniki są prezentem i potwierdzeniem tego, co pokazują nasze badania” – dodaje naukowiec.
Co następne?
Miliardy dolarów przeznaczane są na walkę ze starzeniem się, finansując wszelkiego rodzaju metody cofania czasu. W swoim laboratorium dr Sinclair wykazał, że jego zespół wielokrotnie resetował komórki u myszy, co dowodzi, że proces starzenia można odwrócić więcej niż raz. Obecnie testuje reset genetyczny u naczelnych. Mogą jednak minąć dziesięciolecia, zanim rozpoczną się badania kliniczne przeciwdziałające starzeniu się ludzi, zostaną przeanalizowane i, jeśli będą bezpieczne i pomyślne, skalowane do masy wymaganej do zatwierdzenia przez władze federalne.
Ale tak jak szkodliwe czynniki mogą zakłócić epigenom, tak zdrowe zachowania mogą go naprawić, mówi dr Sinclair.
„Wiemy, że prawdopodobnie jest to prawdą, ponieważ ludzie prowadzący zdrowy tryb życia mieli niższy wiek biologiczny niż ci, którzy postępowali odwrotnie” – zauważa.
Jakie są jego najlepsze wskazówki? Skoncentruj się na roślinach, jedz rzadziej, wysypiaj się, wstrzymuj oddech na 10 minut, trzy razy w tygodniu, ćwicz, aby utrzymać masę mięśniową, nie martw się o drobnostki i dziel się swoim życiem z bliskimi.
„Przesłanie jest takie, że liczy się każdy dzień” – mówi dr Sinclair. „Sposób, w jaki żyjesz, nawet gdy jesteś nastolatkiem, masz 20 lub 50 lat, naprawdę ma znaczenie, ponieważ Twój zegar tyka każdego dnia”.
Milena Wasilewa
