Az öregedés visszafordítható – legalábbis emberi sejtekben és élő egerekben
Új kutatások szerint lehetséges az öregedés lassítása vagy akár visszafordítása, legalábbis egerekben, a génaktivitásban bekövetkezett változások visszafordításával – ugyanazok a változások, amelyeket az embereknél az évtizedes élet okoz.
A Salk Institute for Biological Studies kutatói a felnőtt sejteket embrionális sejtekké alakító gének módosításával in vitro visszafordították az egér és emberi sejtek öregedését, meghosszabbították egy felgyorsult öregedésben szenvedő egér életét, és sikeresen elősegítették egy középkorú egér sérülésből való felépülését – olvasható a Cell című szaklapban csütörtökön megjelent tanulmányban.
A tanulmány súlyt ad annak a tudományos érvelésnek, hogy az öregedés nagyrészt az úgynevezett epigenetikai változások, a géneket aktívabbá vagy kevésbé aktívvá tevő változások folyamata. Az élet folyamán a sejtaktivitást szabályozó szabályozók hozzáadódnak a génekhez vagy eltávolodnak belőlük. Az emberekben ezeket a változásokat okozhatja a dohányzás, a környezetszennyezés vagy más környezeti tényezők – amelyek a gének aktivitását felfelé vagy lefelé tárcsázzák. Ahogy ezek a változások felhalmozódnak, az izmaink gyengülnek, az elménk lelassul, és sebezhetőbbé válunk a betegségekkel szemben.
Az új tanulmány szerint lehetőség van arra, hogy e változások legalább egy részét visszafordítsuk, és a kutatók úgy gondolják, hogy ezt a folyamatot végül élő embereken is működésbe hozhatják. “Az öregedés valami plasztikus dolog, amit manipulálhatunk” – mondja Juan Carlos Izpisua Belmonte, a tanulmány vezető szerzője, a Salk génexpressziós szakértője. Tanulmányukban Belmonte és kollégái úgy fiatalították meg a sejteket, hogy rövid időre bekapcsoltak négy olyan gént, amelyek képesek a felnőtt sejteket embrionális állapotba visszaalakítani.
Élő egerekben aktiválták a négy gént (a “Yamanaka-faktorok” néven ismert Shinya Yamanaka kutató, a Nobel-díjas kutató után, aki 2006-ban felfedezte kombinált lehetőségeiket). Ez a megközelítés megfiatalította a sérült izmokat és a hasnyálmirigyet egy középkorú egérben, és 30 százalékkal meghosszabbította egy olyan egér élettartamát, amelynek genetikai mutációja felelős a Hutchinson-Gilford progeria szindrómáért, amely a gyermekek gyors öregedését okozza.
Mivel a Yamanaka-faktorok visszafordítják a génszabályozókban bekövetkezett változásokat, egyes tudósok a tanulmányt újabb bizonyítéknak tekintik arra, hogy az öregedést epigenetikai változások irányítják. “Úgy gondolom, hogy az epigenetikai átprogramozás a végső módja az öregedés visszafordításának” – mondja David Sinclair, a Harvard Egyetem genetikusa és öregedésellenes kutatója, aki nem vett részt a tanulmányban, de hasonló munkát végez. “A laboratóriumomnak számos bizonyítéka van arra, hogy az általunk az öregedés jellemzőinek nevezett jelenségek elsődleges mozgatórugója az epigenetikai változás”. Sinclair azt mondja, hogy laboratóriuma egy tanulmányt készít, amelyben elmagyarázza, mi okozza ezeket a változásokat az öregedés során.
A Salk-tanulmányt középkorú egereken végezték. De elméletileg az epigenetika átprogramozásának egereken és embereken bármilyen életkorban működnie kellene, mondja Alejandro Ocampo első szerző, hozzátéve, hogy még az emberi százévesek sejtjeit is meg lehetne végül fiatalítani. Ő és Belmonte azt mondják, úgy gondolják, hogy további kutatásokkal javítani tudják a technika hatékonyságát és eredményeit – és hogy a Yamanaka-faktorok helyett könnyebben kezelhető vegyszerekkel vissza tudják csinálni az öregedésért felelős epigenetikai változásokat, remélhetőleg az emberek kezelésének lehetősége felé haladva.
Matt Kaeberlein, a Washingtoni Egyetem molekuláris biológusa, aki az öregedéssel foglalkozik, de nem vett részt a munkában, azt mondja, hogy más kutatók is megállapították, hogy a Yamanaka-faktorok képesek megfiatalítani a sejteket – így bizonyos szempontból ez a tanulmány nem meglepő. De Kaeberlein szerint eddig még senki más nem mutatta ki, hogy a faktorok ugyanezekkel a változásokkal az öregedéssel összefüggő betegségeket is képesek kezelni egy állatban. “Ez a wow-faktor” – magyarázza.
Kaeberlein szerint a tanulmány azt sugallja, hogy nem csak lassítani lehet az öregedést, hanem vissza is lehet fordítani. “Ez igazán izgalmas – ez azt jelenti, hogy még az idős embereknél is lehetséges lehet a fiatalos funkciók helyreállítása” – mondja. Ráadásul könnyebb elképzelni egy olyan kezelést, amely az epigenomot változtatja meg, mint azt, hogy minden egyes sejtbe bemenjünk és megváltoztassuk a génjeiket. Azt is megjegyzi, hogy az új tanulmány eredményei nagyon hasonlóak azokhoz, amelyeket akkor látunk, amikor az öregedő sejteket – vagyis azokat, amelyek az öregedés miatt elvesztették funkciójukat – eltávolítjuk a szervezetből. Azt mondja, még nem világos, hogy “ez egy másik módja-e az öregedő sejtek leállításának vagy esetleg átprogramozásának.”
Manuel Serrano, a madridi Spanyol Nemzeti Rákkutató Központ öregedéssel foglalkozó szakértője nem vett részt az új kutatásban, de azt mondja, hogy lenyűgözte a tanulmány és annak eredményei. “Teljes mértékben egyetértek a következtetésekkel. Ez a munka azt jelzi, hogy az epigenetikai eltolódás részben felelős az öregedésért, és az átprogramozás korrigálhatja ezeket az epigenetikai hibákat” – írta e-mailben. “Ez lesz az alapja a jövőbeni izgalmas fejlesztéseknek.”
A tanulmány azt is megmutatta, milyen vékony lehet a határ a haszon és a kár között. Amikor a kutatók folyamatosan kezelték az egereket, néhányuknál daganatok alakultak ki, és egy héten belül elpusztultak. Amikor azonban a tudósok a hét napból két napra csökkentették a kezelést, az egerek jelentősen profitáltak. Sinclair szerint ezt óvatosságra kell intenie mindenkinek, aki az emberi élettartam növelésével próbálkozik. “Mindannyian a tűzzel játszunk” – mondja, hozzátéve, hogy ez a vékony határvonal kihívássá teszi a gyógyszer engedélyeztetését a szabályozó hatóságoknál. “Ez lesz az, aminek a kitalálásával a következő 10 évet fogjuk tölteni: hogyan programozzuk át a sejteket, hogy újra fiatalok legyenek, anélkül, hogy túl messzire menjünk, hogy daganattá váljanak.”
Mind Sinclair, mind Kaeberlein azt mondja, hogy bárcsak Belmonte laboratóriuma megmutatta volna, hogy egy normális egér is tovább élhet a génmanipuláció után – ahelyett, hogy csak egy öregedéssel kapcsolatos betegséget fordított volna vissza.
Belmonte, néhány más öregedésgátló kutatóhoz hasonlóan, azt mondja, hogy az ő kezdeti célja az “egészségi élettartam” növelése – az évek száma, amíg valaki egészséges marad. Az élettartam meghosszabbítása, vagyis az, hogy valaki hány évig marad életben, valószínűleg hosszabb időt vesz igénybe. A legtöbb fő gyilkos betegség, beleértve a szívbetegséget, a rákot és az Alzheimer-kórt, az öregedés olyan betegségei, amelyek a középkor után sokkal gyakoribbá válnak. “Itt nem csak arról van szó, hogy hány évet élhetünk, hanem arról is, hogy mennyire jól élhetjük le a hátralévő életünket” – mondja Ocampo.
Belmonte szerint csapata azt is megpróbálja meghatározni, hogy az öregedés egy olyan folyamat-e, amely az egész szervezetben egyszerre zajlik. Vagy ahogy ő fogalmaz: “Van-e olyan szövet, amely szabályozza az öregedést – és ha az tönkremegy, az egész szervezet tönkremegy”? Azt mondja, jelenleg úgy gondolják, hogy az agyi hipotalamusz – amely a hormonok, a testhőmérséklet, a hangulat, az éhség és a cirkadián ritmus irányításának székhelyeként ismert – szintén az öregedés szabályozójaként működhet.
A többi megközelítés, amelyről kiderült, hogy állatokban az öregedés ellen hat, a kalóriakorlátozás, a rapamycin nevű gyógyszer és a parabiózis – az a gyakorlat, amikor idős egerek fiatalabb egerek vérét kapják. Az a tény, hogy ezek a különböző stratégiák mind működni látszanak, arra utal, hogy az öregedésnek nem csak egy módja lehet, és hogy több egymást kiegészítő terápiára lehet szükség a hosszú élet jelentős meghosszabbításához, mondja Kaeberlein.
Sinclair szerint egyes vegyületek, például a vörösborban található resveratrol, amely nagy koncentrációban öregedésgátló hatásúnak tűnik, késleltetni látszik az epigenetikus változásokat, és véd az epigenetikus romlás okozta károsodás ellen. Ezek a megközelítések visszafordíthatják az öregedés bizonyos aspektusait, például az izomdegenerációt – de az öregedés visszatér, amikor a kezelés abbamarad, teszi hozzá. Egy olyan megközelítéssel, mint amilyet Belmonte az új tanulmányban ismertet, elméletileg “egy kezeléssel 10 vagy 20 évet vissza lehetne menni” – mondja. Ha az öregedés újra utoléri az embert, egyszerűen kap egy újabb kezelést.
“Ez a munka az első halvány jele annak, hogy évszázadokig élhetünk” – mondja Sinclair, hozzátéve, hogy ő maga is szívesen megtenné ezt: “Negyvenhét év elég gyorsan eltelt.”