Ikääntyminen on peruttavissa – ainakin ihmissoluissa ja elävissä hiirissä
Uudet tutkimustulokset viittaavat siihen, että ikääntymistä on mahdollista hidastaa tai jopa kääntää päinvastaiseksi ainakin hiirillä peruuttamalla geenien aktiivisuudessa tapahtuvia muutoksia – samantyyppisiä muutoksia kuin vuosikymmeniä kestänyt elämä aiheuttaa ihmisillä.
Torstaina Cell-lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan Salk Institute for Biological Studies -instituutin tutkijat käänsivät hiiren ja ihmisen solujen vanhenemisen in vitro, pidentivät kiihtyvää ikääntymistä sairastavan hiiren elämää ja edistivät onnistuneesti keski-ikäisen hiiren toipumista vammasta.
Tutkimus lisää painoarvoa tieteelliselle väitteelle, jonka mukaan vanheneminen on suurelta osin niin sanottujen epigeneettisten muutosten prosessi, muutosten, jotka tekevät geeneistä aktiivisempia tai vähemmän aktiivisia. Elämän aikana geeneihin lisätään tai niistä poistetaan solujen aktiivisuuden säätelijöitä. Ihmisillä nämä muutokset voivat johtua tupakoinnista, saasteista tai muista ympäristötekijöistä, jotka lisäävät tai vähentävät geenien aktiivisuutta. Kun nämä muutokset kasautuvat, lihaksemme heikkenevät, mielemme hidastuu ja meistä tulee alttiimpia sairauksille.
Uusi tutkimus antaa viitteitä siitä, että ainakin osa näistä muutoksista on mahdollista kumota, ja tutkijat uskovat, että he voivat lopulta saada tämän prosessin toimimaan elävissä ihmisissä. ”Ikääntyminen on jotain plastista, jota voimme manipuloida”, sanoo Juan Carlos Izpisua Belmonte, tutkimuksen vanhempi kirjoittaja ja Salkin geeniekspression asiantuntija. Tutkimuksessaan Belmonte ja hänen kollegansa nuorensivat soluja kytkemällä lyhyeksi ajaksi päälle neljä geeniä, joilla on kyky muuttaa aikuiset solut takaisin alkion kaltaiseen tilaan.
Elävillä hiirillä he aktivoivat nämä neljä geeniä (jotka tunnetaan nimellä ”Yamanaka-tekijät” tutkija Shinya Yamanakan mukaan, nobelisti Shinya Yamanakan mukaan, joka löysi niiden yhdistetyn potentiaalin vuonna 2006). Tämä lähestymistapa nuorensi keski-ikäisen hiiren vaurioituneita lihaksia ja haimaa ja pidensi 30 prosentilla sellaisen hiiren elinikää, jolla oli geneettinen mutaatio, joka on vastuussa Hutchinson-Gilfordin progeriaoireyhtymästä, joka aiheuttaa nopeaa ikääntymistä lapsilla.
Koska Yamanaka-tekijät peruuttavat geenien säätelijöihin tehdyt muutokset, eräät tiedemiehet näkevät tutkimuksen lisänä todisteena siitä, että ikääntyminen johtuu epigeneettisistä muutoksista. ”Uskon, että epigeneettinen uudelleenohjelmointi on perimmäinen tapa kääntää ikääntyminen päinvastaiseksi”, sanoo David Sinclair, Harvardin yliopiston geneetikko ja ikääntymisen vastaisen toiminnan tutkija, joka ei osallistunut tutkimukseen mutta tekee samankaltaista työtä. ”Laboratoriossani on paljon todisteita siitä, että vanhenemisen tunnusmerkeiksi kutsumiemme ilmiöiden ensisijainen aiheuttaja on epigeneettinen muutos.” Sinclair sanoo, että hänen laboratorionsa valmistelee artikkelia, jossa selitetään, mikä aiheuttaa nämä muutokset ikääntyessämme.
Salkin tutkimus tehtiin keski-ikäisillä hiirillä. Mutta teoriassa epigenetiikan uudelleenohjelmoinnin pitäisi toimia hiirillä ja ihmisillä missä iässä tahansa, sanoo ensimmäinen kirjoittaja Alejandro Ocampo ja lisää, että jopa satavuotiaiden ihmisten soluja voitaisiin lopulta nuorentaa. Hän ja Belmonte sanovat uskovansa, että he voivat parantaa tekniikan tehokkuutta ja tuloksia lisätutkimusten avulla – ja että he voivat kumota ikääntymisestä johtuvat epigeneettiset muutokset käyttämällä Yamanaka-tekijöiden sijasta helpommin käsiteltäviä kemikaaleja, mikä toivottavasti edettäisiin kohti ihmisten hoitomahdollisuutta.
Matt Kaeberlein, molekyylibiologi Washingtonin yliopistossa, joka tutkii ikääntymistä, mutta ei ollut mukana työssä, sanoo, että muut tutkijat ovat havainneet, että Yamanaka-tekijät voivat nuorentaa soluja – joten tutkimus ei ole tietyllä tapaa yllätys. Kaeberleinin mukaan kukaan muu ei kuitenkaan ole vielä osoittanut, että tekijät voivat hoitaa eläimen ikääntymiseen liittyviä sairauksia tekemällä samoja muutoksia. ”Se on wow-tekijä”, hän selittää.
Kaeberleinin mukaan tutkimus viittaa siihen, että ikääntymistä ei ehkä vain hidasteta, vaan se voidaan jopa kääntää päinvastaiseksi. ”Se on todella jännittävää – se tarkoittaa, että jopa iäkkäillä ihmisillä voi olla mahdollista palauttaa nuorekkaat toiminnot”, hän sanoo. Lisäksi on helpompi kuvitella hoitoa, joka tekee muutoksia epigenomiin, kuin miettiä, että pitäisi mennä jokaiseen soluun ja muuttaa sen geenejä. Hän huomauttaa myös, että uuden tutkimuksen tulokset ovat hyvin samankaltaisia kuin silloin, kun elimistöstä poistetaan vanhenevia soluja, jotka ovat menettäneet toimintakykynsä ikääntymisen vuoksi. Hänen mukaansa ei ole vielä selvää, onko ”tämä toinen tapa sammuttaa tai ehkä uudelleenohjelmoida vanhenevia soluja.”
Manuel Serrano, joka on vanhenemisen asiantuntija Espanjan kansallisessa syöpätutkimuskeskuksessa Madridissa, ei ollut mukana uudessa tutkimuksessa, mutta sanoo olevansa vaikuttunut tutkimuksesta ja sen tuloksista. ”Olen täysin samaa mieltä johtopäätöksistä. Tämä työ osoittaa, että epigeneettinen siirtymä on osittain vastuussa ikääntymisestä, ja uudelleenohjelmoinnilla voidaan korjata nämä epigeneettiset virheet”, hän kirjoitti sähköpostitse. ”Tämä on perusta tulevalle jännittävälle kehitykselle.”
Tutkimus osoitti myös, kuinka hieno raja voi olla hyödyn ja haitan välillä. Kun tutkijat hoitivat hiiriä jatkuvasti, osa sai kasvaimia ja kuoli viikon kuluessa. Kun tutkijat kuitenkin lyhensivät hoitoa kahteen päivään seitsemästä, hiiret hyötyivät merkittävästi. Sinclair sanoo, että kaikkien, jotka yrittävät pidentää ihmisten elinikää, tulisi suhtautua tähän varovaisesti. ”Olemme kaikki leikkineet tulella”, hän sanoo ja lisää, että tämä hieno raja tekee lääkkeen saamisesta sääntelyviranomaisten hyväksymäksi haastavaa. ”Vietämme seuraavat 10 vuotta tämän selvittämiseen: miten ohjelmoida solut uudelleen niin, että niistä tulee taas nuoria, mutta ei kuitenkaan niin pitkälle, että niistä tulee kasvaimia.”
Sekä Sinclair että Kaeberlein sanovat toivovansa, että Belmonten laboratorio olisi osoittanut, että normaali hiiri voisi elää pidempään geenien muokkaamisen jälkeen – sen sijaan, että se olisi vain kumonnut ikääntymiseen liittyvän sairauden.
Belmonte, kuten jotkut muutkin ikääntymisen vastaiset tutkijat, sanoo, että hänen alkuperäisenä tavoitteenaan on lisätä ”terveyden kestoa” – sitä, kuinka monta vuotta joku pysyy terveenä. Eliniän pidentäminen, eli niiden vuosien määrä, jotka joku pysyy elossa, vie todennäköisesti enemmän aikaa. Useimmat suuret tappajat, kuten sydänsairaudet, syöpä ja Alzheimerin tauti, ovat ikääntymisen aiheuttamia sairauksia, jotka yleistyvät huomattavasti keski-iän jälkeen. ”Kyse ei ole vain siitä, kuinka monta vuotta voimme elää, vaan siitä, kuinka hyvin voimme elää loppuelämämme”, Ocampo sanoo.
Belmonte sanoo, että hänen ryhmänsä yrittää myös selvittää, onko ikääntyminen prosessi, joka tapahtuu samanaikaisesti koko kehossa. Tai, kuten hän asian ilmaisee: ”Onko olemassa jokin kudos, joka säätelee ikääntymistä – ja kun se menee huonoon kuntoon, koko elimistö menee huonoon kuntoon?” Hänen mukaansa he uskovat tällä hetkellä, että aivojen hypotalamus, joka tunnetaan hormonien, ruumiinlämmön, mielialan, nälän ja vuorokausirytmin säätelijänä, saattaa myös toimia ikääntymisen säätelijänä.
Muita lähestymistapoja, joilla on havaittu olevan ikääntymistä ehkäiseviä vaikutuksia eläimillä, ovat muun muassa kalorimäärän rajoittaminen, rapamysiinilääke ja parabiosis – käytäntö, jossa vanhoille hiirille annetaan nuoremmilta hiiriltä peräisin olevaa verta. Se, että nämä erilaiset strategiat näyttävät kaikki toimivan, viittaa siihen, että vanhenemista voi tapahtua useammalla kuin yhdellä tavalla ja että pitkäikäisyyden merkittävään pidentämiseen saatetaan tarvita useita toisiaan täydentäviä hoitomuotoja, Kaeberlein sanoo.
Jotkut yhdisteet, kuten punaviinistä löytyvä resveratroli, jolla näyttäisi olevan ikääntymistä ehkäiseviä ominaisuuksia suurina pitoisuuksina, näyttäisivät viivyttävän epigeneettistä muutosta ja suojaavan epigeneettisen rappeutumisen aiheuttamilta vaurioilta, Sinclair sanoo. Näillä lähestymistavoilla voidaan kääntää joitakin ikääntymisen osatekijöitä, kuten lihasten rappeutumista, mutta ikääntyminen palaa, kun hoito lopetetaan, hän lisää. Belmonten uudessa tutkimuksessa esittämän kaltaisella lähestymistavalla voisi teoriassa ”saada yhden hoidon ja palata 10 tai 20 vuotta taaksepäin”, hän sanoo. Jos ikääntyminen alkaa saada taas kiinni, saat yksinkertaisesti uuden hoidon.
”Tämä työ on ensimmäinen häivähdys siitä, että voisimme elää vuosisatoja”, Sinclair sanoo ja lisää, että hän itse tekisi niin mielellään: ”Neljäkymmentäseitsemän vuotta meni aika nopeasti.”