Stárnutí je vratné – přinejmenším u lidských buněk a živých myší
Nový výzkum naznačuje, že je možné zpomalit nebo dokonce zvrátit stárnutí, přinejmenším u myší, a to zrušením změn v genové aktivitě – stejných změn, které jsou u lidí způsobeny desítkami let života.
Podle studie zveřejněné ve čtvrtek v časopise Cell vědci ze Salk Institute for Biological Studies úpravou genů, které mění dospělé buňky zpět na buňky podobné embryím, zvrátili stárnutí myších a lidských buněk in vitro, prodloužili život myši se zrychleným stárnutím a úspěšně podpořili zotavení ze zranění u myši středního věku.
Studie dodává váhu vědeckému tvrzení, že stárnutí je do značné míry procesem tzv. epigenetických změn, tedy změn, které činí geny aktivnějšími nebo méně aktivními. V průběhu života se ke genům přidávají nebo z nich odstraňují regulátory buněčné aktivity. U lidí mohou být tyto změny způsobeny kouřením, znečištěním nebo jinými faktory životního prostředí – které aktivitu genů zvyšují nebo snižují. Jak se tyto změny hromadí, naše svaly slábnou, naše mysl se zpomaluje a stáváme se zranitelnějšími vůči nemocem.
Nová studie naznačuje možnost zvrátit alespoň některé z těchto změn, což je proces, o kterém se vědci domnívají, že by nakonec mohl fungovat i u živých lidí. „Stárnutí je něco plastického, s čím můžeme manipulovat,“ říká Juan Carlos Izpisua Belmonte, hlavní autor studie a odborník na genovou expresi ze Salku. Ve své studii Belmonte a jeho kolegové omladili buňky tak, že na krátkou dobu zapnuli čtyři geny, které mají schopnost převést dospělé buňky zpět do embryonálního stavu.
U živých myší aktivovali tyto čtyři geny (známé jako „Yamanaka faktory“, podle výzkumníka Shinya Yamanaka, nobelisty, který v roce 2006 objevil jejich kombinovaný potenciál). Tento přístup omladil poškozené svaly a slinivku břišní u myši středního věku a prodloužil o 30 procent život myši s genetickou mutací zodpovědnou za syndrom Hutchinson-Gilfordovy progerie, který způsobuje rychlé stárnutí u dětí.
Protože Yamanakovy faktory zvrátí změny provedené v genových regulátorech, někteří vědci považují tuto studii za další důkaz, že stárnutí je řízeno epigenetickými změnami. „Myslím si, že epigenetické přeprogramování je konečným způsobem, jak zvrátit stárnutí,“ říká David Sinclair, genetik z Harvardovy univerzity a výzkumník v oblasti boje proti stárnutí, který se na studii nepodílel, ale zabývá se podobnou prací. „Moje laboratoř má mnoho důkazů o tom, že hlavním motorem toho, co nazýváme charakteristickými znaky stárnutí, jsou epigenetické změny.“ Sinclair říká, že jeho laboratoř připravuje článek vysvětlující, co tyto změny s věkem způsobuje.
Studie Salk byla provedena na myších středního věku. Teoreticky by však přeprogramování epigenetiky mělo fungovat na myších a lidech v jakémkoli věku, říká první autor Alejandro Ocampo a dodává, že i buňky lidských stoletých lidí by nakonec mohly být omlazeny. On a Belmonte říkají, že se domnívají, že dalším výzkumem mohou zlepšit účinnost a výsledky této techniky – a že mohou zrušit epigenetické změny zodpovědné za stárnutí tím, že místo faktorů Yamanaka použijí snáze ovladatelné chemikálie, což snad přiblíží možnost léčby lidí.
Matt Kaeberlein, molekulární biolog z Washingtonské univerzity, který se zabývá stárnutím, ale na této práci se nepodílel, říká, že jiní vědci zjistili, že faktory Yamanaka mohou omlazovat buňky – takže tato studie není v některých ohledech překvapivá. Kaeberlein však říká, že nikdo jiný zatím neprokázal, že by tyto faktory dokázaly stejnými změnami léčit nemoci související s věkem u zvířat. „To je ten „wow“ faktor,“ vysvětluje.
Kaeberlein říká, že studie naznačuje, že je možné stárnutí nejen zpomalit, ale skutečně zvrátit. „To je opravdu vzrušující – znamená to, že i u starších lidí může být možné obnovit mladistvé funkce,“ říká. Navíc je snazší představit si léčbu, která provádí změny v epigenomu, než uvažovat o tom, že bychom šli do každé buňky a změnili její geny. Poznamenává také, že výsledky nové studie jsou velmi podobné těm, které se objevují, když se z organismu odstraní senescentní buňky – ty, které ztratily funkci v důsledku stárnutí. Zatím podle něj není jasné, zda „se jedná o další způsob, jak vypnout nebo možná přeprogramovat senescentní buňky.“
Manuel Serrano, odborník na senescenci ze španělského Národního centra pro výzkum rakoviny v Madridu, se na novém výzkumu nepodílel, ale říká, že na něj studie a její výsledky udělaly dojem. „Se závěry plně souhlasím. Tato práce naznačuje, že epigenetický posun je částečně zodpovědný za stárnutí a přeprogramování může tyto epigenetické chyby napravit,“ napsal v e-mailu. „To bude základem pro budoucí vzrušující vývoj.“
Studie také ukázala, jak tenká může být hranice mezi přínosem a škodou. Když vědci léčili myši nepřetržitě, u některých se objevily nádory a do týdne uhynuly. Když však vědci zkrátili léčbu na dva dny ze sedmi, myším to výrazně prospělo. Sinclair říká, že by to měl brát jako varování každý, kdo se snaží prodloužit délku lidského života. „Všichni si zahráváme s ohněm,“ říká a dodává, že kvůli této tenké hranici bude náročné získat schválení léku regulačními orgány. „Tohle bude to, co strávíme příštích 10 let vymýšlením: jak přeprogramovat buňky, aby byly opět mladé, aniž bychom zašli příliš daleko, aby se z nich staly nádory.“
Sinclair i Kaeberlein říkají, že by si přáli, aby Belmonteho laboratoř ukázala, že normální myš může po úpravě genů žít déle – místo toho, aby pouze zvrátila nemoc související se stárnutím.
Belmonte, stejně jako někteří další výzkumníci v oblasti boje proti stárnutí, říká, že jeho prvotním cílem je prodloužit „dobu zdraví“ – počet let, po které někdo zůstane zdravý. Prodloužení délky života, tedy počtu let, kdy někdo zůstane naživu, bude pravděpodobně trvat déle. Většina hlavních zabijáků, včetně srdečních chorob, rakoviny a Alzheimerovy choroby, jsou nemoci způsobené stárnutím, které se mnohem častěji vyskytují po dosažení středního věku. „Nejde jen o to, kolik let můžeme žít, ale jak dobře můžeme prožít zbytek života,“ říká Ocampo.
Belmonte říká, že jeho tým se také snaží zjistit, zda je stárnutí proces, který probíhá současně v celém těle. Nebo, jak říká, „existuje nějaká tkáň, která reguluje stárnutí – a když se pokazí tato, pokazí se celý organismus?“. Říká, že v současné době se domnívají, že mozkový hypotalamus – známý jako sídlo kontroly hormonů, tělesné teploty, nálady, hladu a cirkadiánních rytmů – může také působit jako regulátor stárnutí.
Další přístupy, u kterých byl zjištěn přínos proti stárnutí u zvířat, zahrnují omezení příjmu kalorií, lék rapamycin a parabiózu – postup, kdy se starým myším dodává krev mladších myší. Skutečnost, že všechny tyto různorodé strategie zřejmě fungují, naznačuje, že může existovat více než jeden způsob stárnutí a že k výraznému prodloužení dlouhověkosti může být zapotřebí více doplňkových terapií, říká Kaeberlein.
Některé sloučeniny, jako je resveratrol, látka obsažená v červeném víně, která má zřejmě ve vysokých koncentracích účinky proti stárnutí, zřejmě zpomalují epigenetické změny a chrání před poškozením způsobeným epigenetickým poškozením, říká Sinclair. Tyto přístupy mohou zvrátit některé aspekty stárnutí, například svalovou degeneraci – ale stárnutí se po ukončení léčby vrátí, dodává. S přístupem, jaký Belmonte uvádí v nové studii, byste teoreticky „mohli podstoupit jednu léčbu a vrátit se o 10 nebo 20 let zpět“, říká. Pokud vás stárnutí začne opět dohánět, jednoduše podstoupíte další léčbu.
„Tato práce je prvním zábleskem toho, že bychom mohli žít po staletí,“ říká Sinclair a dodává, že on sám by to s radostí udělal: „Čtyřicet sedm let uběhlo docela rychle.“