Ερευνητική ομάδα κατόρθωσε να αποτρέψει τον εκφυλισμό, λόγω γήρατος, οργάνου

Συντάχθηκε απο τον/την Administrator

Δευτέρα, 11 Αύγουστος 2008 17:00

Καθώς γερνάμε τα κύτταρά μας γίνονται όλο και λιγότερο αποτελεσματικά στην απαλλαγή των κατεστραμμένων πρωτεϊνών, με αποτέλεσμα τη συσσώρευση τοξικών υλικών, κάτι που είναι ιδιαιτέρως έντονο στις περιπτώσεις των Alzheimer, Parkinson και σε άλλες νευροεκφυλιστικές παθήσεις.
Επιστήμονες του Κολλεγίου της Ιατρικής, του Πανεπιστημίου της Yeshiva University επεχείρησαν, πρώτη φορά, να καταστείλουν αυτού του είδους την παρακμή που σχετίζεται με την αύξηση της ηλικίας, σε ένα ολόκληρο όργανο. Οι επιστήμονες επικέντρωσαν την προσοχή τους στο ήπαρ και στην εργασία που δημοσίευσαν στην on line έκδοση του περιοδικού Nature Medicine, τεκμηρίωσαν πως κατόρθωσαν να επαναφέρουν το ήπαρ ηλικιωμένων ζώων, στα επίπεδα λειτουργίας που είχε όταν ήταν νεώτερα.
Με την εργασία αυτή αποδεικνύεται ότι οι θεραπείες που αποσκοπούν στην ενδυνάμωση του οργανισμού για την απομάκρυνση των κατεστραμμένων πρωτεϊνών μπορούν να αποτρέψουν μερικές από τις εκφυλιστικές παθήσεις που σχετίζονται με το γήρας. Επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας ήταν η Dr. Ana Maria Cuervo, επίκουρος καθηγήτρια στο τμήμα Αναπτυξιακής και Μοριακής Βιολογίας, Ιατρικής, Ανατομίας και Δομικής Βιολογίας του Κολλεγίου Einstein.

Τα κύτταρα όλων των οργανισμών έχουν διάφορα συστήματα επιτήρησης που είναι επιφορτισμένα με την εύρεση, διάσπαση και ανακύκλωση των φθαρμένων πρωτεϊνών. Πολλές μελέτες κατά το παρελθόν έχουν αποδείξει ότι η διαδικασία αυτή, με την αύξηση της ηλικίας γίνεται ολοένα και λιγότερο αποτελεσματική, με αποτέλεσμα τη συσσώρευση των πρωτεϊνών στο εσωτερικό των κυττάρων. Ωστόσο μεταξύ των ερευνητών εξακολουθεί να υπάρχει η διαφωνία, αν αυτή η συγκέντρωση πρωτεϊνών συμβάλλει στην απώλεια της λειτουργικότητας των οργάνων με την αύξηση της ηλικίας ή απλώς σχετίζεται με αυτήν. Στην επίλυση αυτής ακριβώς της διαφωνίας δραστηριοποιήθηκε η ομάδα του Κολλεγίου Einstein.

Ένα από τα συστήματα επιτήρησης -που είναι υπεύθυνο για τη διαχείριση του 30% ή και περισσότερο, των κατεστραμμένων κυτταρικών πρωτεϊνών- χρησιμοποιεί ως ανιχνευτές τα μόρια που είναι γνωστά ως σαπερόνες. Οι σαπερόνες αφού ανακαλύψουν μια φθαρμένη πρωτεΐνη την μεταφέρουν στο εσωτερικό ενός από τα πολυάριθμα λυσοσώματα των κυττάρων. Όταν η σαπερόνη με το φορτίο της «δέσει» σε ένα υποδεκτικό μόριο που υπάρχει στην επιφάνεια των λυσοσωμάτων, το φορτίο, δηλαδή η φθαρμένη πρωτεΐνη, εισάγεται ταχέως στο εσωτερικό του λυσοσώματος, προκειμένου να αποσυντεθεί.

Σε προγενέστερη εργασία η Dr. Cuervo είχε βρει ότι το σύστημα επιτήρησης των σαπερονών, με την πρόοδο της ηλικίας γίνεται ολοένα λιγότερο αποτελεσματικό, με συνέπεια την συσσώρευση των φθαρμένων πρωτεϊνών στα κύτταρα. Κατόρθωσε μάλιστα να εντοπίσει την πρωταρχική αιτίας που είναι υπεύθυνη για τον συγκεκριμένο εκφυλισμό που σχετίζεται με το γήρας, δηλαδή τη ραγδαία μείωση των υποδεκτικών μορίων της επιφάνειας των λυσοσωμάτων. Μοιραία λοιπόν γεννήθηκε το ερώτημα: Θα μπορούσε η ανανέωση των υποδοχέων στα ηλικιωμένα ζώα, να επαναφέρει τη δυνατότητα απομάκρυνσης φθαρμένων πρωτεϊνών και ίσως την διατήρηση της ορθής λειτουργίας των κυττάρων και των οργάνων τους;

Προκειμένου να απαντηθεί αυτό το ερώτημα η ερευνητική ομάδα δημιούργησε έναν διαγονιδιακό ποντικό-μοντέλο που ήταν εφοδιασμένος με ένα πρόσθετο γονίδιο, αυτό που κωδικοποιεί τον υποδοχέα της επιφάνειας των λυσοσωμάτων. Χρησιμοποιώντας η Dr. Cuervo μια άλλη γενετική τροποποίηση, κατόρθωσε να θέσει σε λειτουργία το γονίδιο αυτό, όχι σε όλα τα κύτταρα του ποντικού, αλλά μόνο στα κύτταρα του ήπατος, και μάλιστα σε χρόνους που επέλεγε η ίδια, απλώς αλλάζοντας τη διατροφή του ζώου!!

Η Dr. Cuervo προκειμένου να διατηρήσει τον αριθμό των υποδοχέων σταθερό, σε όλη τη διάρκεια της ζωής του ποντικού, περίμενε τα πειραματόζωα να φθάσουν την ηλικία των 6 μηνών (ηλικία στην οποία αρχίζει η παρακμή του συστήματος των σαπερονών..), ώστε να θέσει σε κατάσταση λειτουργίας το εισαχθέν γονίδιο. Από την εξέταση ποντικών ηλικίας 22 με 26 μήνες (αντίστοιχης δηλαδή με το 80 χρόνια στον άνθρωπο) η ερευνητική ομάδα διεπίστωσε ότι οι διαγονιδιακοί ποντικοί αυτής της ηλικίας αποσυνέθεταν και ανακύκλωναν πρωτεΐνες, με πολύ μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα απ΄ότι οι συνομήλικοι προς αυτούς, μάρτυρες. Μάλιστα η αποδοτικότητα της απομάκρυνσης των φθαρμένων πρωτεϊνών στα διαγονιδιακά ποντίκια ήταν παρόμοια με αυτήν που είχαν τα φυσιολογικά στην ηλικία των 6 μηνών!!

Γεννήθηκε όμως το ερώτημα: Η αυξημένη αποτελεσματικότητα του ήπατος ως προς την απομάκρυνση των φθαρμένων πρωτεϊνών, οδηγεί και σε συνολική βελτίωση της λειτουργίας του; Με δεδομένη λοιπόν την σημασία της λειτουργίας του ήπατος στο μεταβολισμό χημικών ουσιών και φαρμάκων, η Dr. Cuervo προσπάθησε να απαντήσει στο ερώτημα αυτό εισάγοντας ένα μυοχαλαρωτικό φάρμακο σε ηλικιωμένους διαγονιδιακούς ποντικούς και σε ηλικιωμένους φυσιολογικούς. Τα αποτελέσματα ήταν ενθαρρυντικά καθώς έδειξαν ότι οι ηλικιωμένοι διαγονιδιακοί ποντικοί μεταβόλιζαν πολύ γρηγορότερα το μυοχαλαρωτικό φάρμακο (τόσο γρήγορα όσο οι φυσιολογικοί νεαροί) από τους ηλικιωμένους φυσιολογικούς.

Η Dr. Cuervo υποστηρίζει ότι «Με τη μελέτη μας αποδείχθηκε ότι η λειτουργία των οργάνων στα ηλικιωμένα ζώα, μπορεί να διατηρηθεί για όσο χρονικό διάστημα είναι ικανά να απομακρύνουν τις φθαρμένες πρωτεΐνες- κάτι που ενισχύει την άποψη ότι η συσσώρευση φθαρμένων πρωτεϊνών παίζει σημαντικό ρόλο στο φαινόμενο της γήρανσης- . Ακόμη περισσότερο τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι είναι δυνατή η διόρθωση αυτής της συνέπειας του γήρατος και συνεπώς η απόλαυση μιας υγιέστερης ζωής».
Η Dr. Cuervo σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει στο μέλλον ζωικούς οργανισμούς μοντέλα, για να ελέγξει αν η διατήρηση της αποτελεσματικότητας των κυττάρων του εγκεφάλου, στην απομάκρυνση φθαρμένων πρωτεϊνών, μπορεί να έχει κάποια πρακτική εφαρμογή στη θεραπεία πολλών νευροεκφυλιστικών παθήσεων, μεταξύ των οποίων συμπεριλαμβάνονται η νόσοι του Alzheimer και του Parkinson.
Επ’ αυτού η Dr. Cuervo επισημαίνει: «Πολλοί άνθρωποι υποφέρουν από τα νοσήματα αυτά, διότι φέρουν μεταλλάξεις που κωδικοποιούν τη σύνθεση ελαττωματικών πρωτεϊνών, αλλά δεν παρουσιάζουν σχετικά συμπτώματα, παρά μόνο από μια ηλικία και πέρα. Πιστεύουμε ότι αυτό συμβαίνει διότι στα νεαρά άτομα, η αποδοτικότητα του μηχανισμού απομάκρυνσης ελαττωματικών πρωτεϊνών είναι μεγαλύτερη, παρά στα περισσότερο ηλικιωμένα. Αποτρέποντας λοιπόν τον εκφυλισμό του συστήματος απομάκρυνσης φθαρμένων πρωτεϊνών, θα μπορέσουμε ίσως να καθυστερήσουμε την εμφάνιση των συμπτωμάτων»
Η Dr. Cuervo μελετά επίσης αν η διατήρηση του μηχανισμού απομάκρυνσης φθαρμένων πρωτεϊνών επηρεάζει το μήκος της ζωής μας και την αποτροπή των λειτουργικών ανεπαρκειών που σχετίζονται με το γήρας.
Η καταλήγει λέγοντας: «Είναι λοιπόν βάσιμο να πιστεύουμε ότι φάρμακα που θα μπορούσαν να έχουν παρόμοια δράση με αυτήν του συστήματος απομάκρυνσης φθαρμένων πρωτεϊνών, θα μας βοηθήσουν να ζούμε υγιώς, μέχρι τα βαθειά γεράματα. Μέχρι όμως την παρασκευή τους, ας περιοριστούμε στην κατανάλωση τροφών με λιγότερο λίπος και τον περιορισμό των προσλαμβανόμενων θερμίδων, κάτι που βοηθά τα κύτταρα να απομακρύνουν επιτυχώς τις φθαρμένες πρωτείνες τους».

www.biology4u.gr

ΑΦΙΕΡΩΜΑΤΑ

ΔΙΚΤΥΟ-ΠΕΡΙΠΛΑΝΗΣΕΙΣ