Aging Is Reversible-at Least in Human Cells and Live Mice
O nouă cercetare sugerează că este posibil să se încetinească sau chiar să se inverseze îmbătrânirea, cel puțin la șoareci, prin anularea modificărilor în activitatea genelor – aceleași tipuri de modificări care sunt cauzate de decenii de viață la oameni.
Prin modificarea genelor care transformă din nou celulele adulte în celule asemănătoare celor embrionare, cercetătorii de la Salk Institute for Biological Studies au inversat îmbătrânirea celulelor de șoarece și umane in vitro, au prelungit viața unui șoarece cu o afecțiune cu îmbătrânire accelerată și au promovat cu succes recuperarea după o leziune la un șoarece de vârstă mijlocie, potrivit unui studiu publicat joi în Cell.
Studiul adaugă greutate argumentului științific conform căruia îmbătrânirea este în mare parte un proces al așa-numitelor schimbări epigenetice, modificări care fac genele mai active sau mai puțin active. Pe parcursul vieții, regulatorii de activitate celulară se adaugă sau se elimină din gene. La oameni, aceste modificări pot fi cauzate de fumat, de poluare sau de alți factori de mediu – care formează activitățile genelor în sus sau în jos. Pe măsură ce aceste modificări se acumulează, mușchii noștri slăbesc, mintea noastră încetinește și devenim mai vulnerabili la boli.
Noul studiu sugerează posibilitatea de a inversa cel puțin unele dintre aceste modificări, un proces pe care cercetătorii cred că ar putea, în cele din urmă, să îl pună în funcțiune la oamenii vii. „Îmbătrânirea este ceva plastic pe care îl putem manipula”, spune Juan Carlos Izpisua Belmonte, autorul principal al studiului și expert în expresia genelor la Salk. În studiul lor, Belmonte și colegii săi au întinerit celulele prin activarea, pentru o perioadă scurtă de timp, a patru gene care au capacitatea de a transforma celulele adulte înapoi într-o stare asemănătoare cu cea embrionară.
La șoareci vii au activat cele patru gene (cunoscute sub numele de „factori Yamanaka”, după numele cercetătorului Shinya Yamanaka, laureat al premiului Nobel care a descoperit potențialul lor combinat în 2006). Această abordare a întinerit mușchii deteriorați și pancreasul unui șoarece de vârstă mijlocie și a prelungit cu 30% durata de viață a unui șoarece cu o mutație genetică responsabilă de sindromul Hutchinson-Gilford progeria, care provoacă îmbătrânirea rapidă la copii.
Pentru că factorii Yamanaka inversează modificările aduse regulatorilor genetici, unii oameni de știință văd în acest studiu o dovadă în plus că îmbătrânirea este determinată de modificări epigenetice. „Cred că reprogramarea epigenetică este modalitatea supremă de a inversa îmbătrânirea”, spune David Sinclair, un genetician și cercetător anti-îmbătrânire de la Universitatea Harvard, care nu a fost implicat în studiu, dar care face o muncă similară. „Laboratorul meu are o mulțime de dovezi că motorul principal a ceea ce noi numim semnele distinctive ale îmbătrânirii este schimbarea epigenetică”. Sinclair spune că laboratorul său pregătește o lucrare care să explice ce cauzează aceste schimbări pe măsură ce îmbătrânim.
Studiul Salk a fost realizat pe șoareci de vârstă mijlocie. Dar, în teorie, reprogramarea epigenetică ar trebui să funcționeze pe șoareci și oameni la orice vârstă, spune primul autor Alejandro Ocampo, adăugând că până și celulele de la oameni centenari ar putea fi întinerite în cele din urmă. El și Belmonte spun că ei cred că pot îmbunătăți eficiența și rezultatele tehnicii cu mai multe cercetări – și că pot anula modificările epigenetice responsabile de îmbătrânire folosind substanțe chimice mai ușor de manevrat în locul factorilor Yamanaka, sperând să se îndrepte spre posibilitatea unui tratament pentru oameni.
Matt Kaeberlein, un biolog molecular de la Universitatea din Washington care studiază îmbătrânirea, dar care nu a făcut parte din lucrare, spune că alți cercetători au descoperit că factorii Yamanaka pot întineri celulele – astfel încât, într-un fel, acest studiu nu este surprinzător. Dar Kaeberlein spune că nimeni altcineva nu a mai demonstrat până acum că factorii pot trata bolile legate de vârstă la un animal prin efectuarea acelorași modificări. „Acesta este factorul uimitor”, explică el.
Kaeberlein spune că studiul sugerează că ar putea fi posibil nu doar să încetinească îmbătrânirea, ci să o inverseze. „Acest lucru este cu adevărat incitant – asta înseamnă că, chiar și la persoanele în vârstă, ar putea fi posibil să se restabilească funcția tinerească”, spune el. În plus, este mai ușor să ne imaginăm un tratament care aduce modificări la nivelul epigenomului decât să ne gândim să intrăm în fiecare celulă și să-i schimbăm genele. De asemenea, el remarcă faptul că rezultatele noului studiu sunt foarte asemănătoare cu cele observate atunci când celulele senescente – cele care și-au pierdut funcția din cauza îmbătrânirii – sunt eliminate dintr-un organism. Nu este încă clar, spune el, dacă „aceasta este o altă modalitate de a opri sau poate de a reprograma celulele senescente.”
Manuel Serrano, expert în senescență la Centrul Național Spaniol de Cercetare a Cancerului din Madrid, nu a fost asociat cu noua cercetare, dar spune că este impresionat de studiu și de rezultatele sale. „Sunt pe deplin de acord cu concluziile. Această lucrare indică faptul că schimbarea epigenetică este în parte responsabilă pentru îmbătrânire, iar reprogramarea poate corecta aceste erori epigenetice”, a scris el într-un e-mail. „Aceasta va fi baza pentru dezvoltări viitoare interesante.”
Studiul a arătat, de asemenea, cât de fină poate fi linia de demarcație între beneficiu și rău. Când cercetătorii au tratat șoarecii în mod continuu, unii au dezvoltat tumori și au murit în decurs de o săptămână. Cu toate acestea, atunci când oamenii de știință au redus tratamentul la două zile din șapte, șoarecii au avut beneficii semnificative. Sinclair spune că acest lucru ar trebui să fie luat ca o notă de precauție de către oricine încearcă să crească durata de viață a oamenilor. „Ne-am jucat cu toții cu focul”, spune el, adăugând că această linie fină va face dificilă obținerea aprobării unui medicament de către agențiile de reglementare. „Aceasta va fi ceea ce ne vom petrece următorii 10 ani încercând să aflăm: cum să reprogramăm celulele pentru a fi din nou tinere fără a merge prea departe, astfel încât să devină tumori.”
Atât Sinclair cât și Kaeberlein spun că și-ar fi dorit ca laboratorul lui Belmonte să fi demonstrat că un șoarece normal ar putea trăi mai mult după modificarea genelor – în loc să inverseze doar o boală legată de îmbătrânire.
Belmonte, ca și alți cercetători anti-îmbătrânire, spune că obiectivul său inițial este de a crește „durata de viață sănătoasă” – numărul de ani în care cineva rămâne sănătos. Extinderea duratei de viață, numărul de ani în care cineva rămâne în viață, va dura probabil mai mult timp pentru a fi realizată. Majoritatea ucigașilor majori, inclusiv bolile de inimă, cancerul și Alzheimer, sunt boli ale îmbătrânirii care devin mult mai frecvente după vârsta mijlocie. „Nu este vorba doar de câți ani putem trăi, ci de cât de bine putem trăi restul vieții noastre”, spune Ocampo.
Belmonte spune că echipa sa încearcă, de asemenea, să determine dacă îmbătrânirea este un proces care are loc simultan în tot corpul. Sau, după cum spune el: „Există vreun țesut care reglează îmbătrânirea – și când acesta se strică, întregul organism se strică?”. El spune că, în prezent, ei cred că hipotalamusul creierului – cunoscut ca sediul de control al hormonilor, al temperaturii corporale, al dispoziției, al foamei și al ritmurilor circadiene – poate acționa, de asemenea, ca un regulator al îmbătrânirii.
Alte abordări care au fost descoperite ca având beneficii anti-îmbătrânire la animale includ restricția calorică, medicamentul rapamicină și parabioza – practica de a oferi șoarecilor bătrâni o rezervă de sânge de la cei mai tineri. Faptul că aceste strategii diverse par să funcționeze toate sugerează că ar putea exista mai mult de un singur mod de a îmbătrâni și că ar putea fi necesare mai multe terapii complementare pentru a prelungi semnificativ longevitatea, spune Kaeberlein.
Cei mai mulți compuși, cum ar fi resveratrolul, o substanță care se găsește în vinul roșu și care pare să aibă proprietăți anti-îmbătrânire în concentrații ridicate, par să întârzie schimbările epigenetice și să protejeze împotriva daunelor cauzate de deteriorarea epigenetică, spune Sinclair. Aceste abordări pot inversa unele aspecte ale îmbătrânirii, cum ar fi degenerarea musculară – dar îmbătrânirea revine atunci când tratamentul se oprește, adaugă el. Cu o abordare precum cea expusă de Belmonte în noul studiu, teoretic „ai putea face un singur tratament și să te întorci înapoi cu 10 sau 20 de ani”, spune el. Dacă îmbătrânirea începe să te prindă din nou din urmă, pur și simplu faci un alt tratament.
„Această lucrare este prima licărire că am putea trăi secole întregi”, spune Sinclair, adăugând că el însuși ar face acest lucru cu plăcere: „Patruzeci și șapte de ani au trecut destul de repede.”
.