Ερευνητές στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας του Johannes Gutenberg University Mainz, στη Γερμανία, σημείωσαν πρόοδο στην κατανόηση της διαδικασίας της γήρανσης. Εντόπισαν γονίδια που εμπλέκονται στην αυτοφαγία, η οποία είναι μία από τις πιο κρίσιμες διαδικασίες των κυττάρων.
Ενώ η αυτοφαγία θεωρείται ότι προάγει την υγεία, η μελέτη έδειξε ότι μπορεί τελικά να συντομεύει τη ζωή όταν μετά από μια ηλικία αρχίζει να δυσλειτουργεί. Η παύση της αυτοφαγίας παρέτεινε τη ζωή των ηλκιωμένων σκουληκικών κατά 50%.
Η μελέτη αφορούσε νηματώδεις σκώληκες (C. elegans) και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Genes & Development. Τα ευρήματα μπορεί να έχουν σημασία για τη θεραπεία νευροεκφυλιστικών διαταραχών όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, η νόσος Πάρκινσον και η νόσος Χάντινγκτον στις οποίες έχει φανεί ότι εμπλέκεται η αυτοφαγία.
Η γήρανση είναι κάτι που συμβαίνει σχεδόν σε όλα τα ζώα του πλανήτη (με λίγες εξαιρέσεις όπως π.χ. η ύδρα) και το ερώτημα είναι γιατί δεν έχει αποτραπεί μέσω της εξέλιξης. Σύμφωνα με τον Δαρβίνο, η φυσική επιλογή καταλήγει στην επιβίωση των πιο ικανών ατόμων για ένα συγκεκριμένο περιβάλλον προκειμένου να αναπαραχθούν και να μεταβιβάσουν τα γονίδιά τους στην επόμενη γενιά.
Τα γονίδια που επικρατούν είναι αυτά που προωθούν της αναπαραγωγική επιτυχία αφήνοντας περισσότερους απογόνους ενώ τα γονίδια που δεν ευνοούν την αναπαραγωγική επιτυχία εξαφανίζονται. Θεωρητικά, αυτό θα έπρεπε να οδηγήσει σε επικράτηση των γονιδίων που καθυστερούν τη γήρανση καθώς έτσι θα υπήρχε μεγαλύτερη διάδοσή τους στις επόμενες γενιές. Θα έπρεπε δηλαδή με την πάροδο των αιώνων όλα τα είδη να ζουν ολοένα και περισσότερο. Αυτή η εξελικτική αντίφαση συζητιέται από το 1800.
Γήρανση, μια εξελικτική αβλεψία
Το 1953, ο George Williams με την ανταγωνιστική θεωρία της πλειοτροπίας έδωσε μια εξήγηση. Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή ένα γονίδιο μπορεί να επιδράσει όχι μόνο σε ένα αλλά σε διάφορα γνωρίσματα ενός οργανισμού (πλειοτροπία). Αλλά «η φυσική επιλογή έχει προκατάληψη υπέρ της νεότητας έναντι των γηρατειών όταν προκύπτει μια σύγκρουση συμφερόντων». Η σύγκρουση προκύπτει από τα πλειοτροπικά γονίδια που έχουν ανταγωνιστικά αποτελέσματα στον οργανισμό σε διαφορετικές ηλικίες.
Ο Williams θεώρησε την ύπαρξη πλειοτροπικών γονιδίων που εκδηλώνονται ευνοϊκά στις νεότερες ηλικίες και επιβλαβώς στις μεγαλύτερες. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα γονίδιο που αυξάνει τη σταθεροποίηση του ασβεστίου στα οστά. Ένα τέτοιο γονίδιο έχει θετικά αποτελέσματα σε νεαρές ηλικίες επειδή ο κίνδυνος του σπασίματος των οστών και επομένως του θανάτου μειώνεται, αλλά το ίδιο γονίδιο μπορεί να έχει αρνητικά αποτελέσματα σε μεγαλύτερες ηλικίες λόγω του αυξανόμενου κινδύνου οστεοαρθρίτιδας λόγω της υπερβολικής απόθεσης ασβεστίου, καθώς κάτι που να αρχίσει να δυσλειτουργεί.
Στην άγρια φύση, ένα τέτοιο γονίδιο δεν έχει πραγματικά αρνητική επίπτωση επειδή ο θάνατος επέρχεται νωρίς. Τελικά, η φυσική επιλογή ευνοεί τα γονίδια που προάγουν την αναπαραγωγική επιτυχία και αγνοεί αυτά που προάγουν τη μακροβιότητα. Μια γονιδιακή μετάλλαξη που έχει ως αποτέλεσμα περισσότερους απογόνους, επικρατεί έστω κι αν συντομεύει τη ζωή. Υπάρχουν περισσότεροι απόγονοι που μεταφέρουν τα γονίδια των γονέων τους έστω κι αν ζουν λιγότερο. Αυτές οι μεταλλάξεις, με την πάροδο του χρόνου επιλέγονται και ενσωματώνονται στο DNA μας.
Αλλά ενώ αυτή είναι μια θεωρία, λείπουν τα στοιχεία που δείχνουν ότι τα γονίδια πράγματι συμπεριφέρονται με αυτόν τον τρόπο. Μια απόδειξη όμως έρχεται μέσω της παρούσας μελέτης. Ένας από τους συγγραφείς, ο Jonathan Byrne, αναφέρει: «Αυτά τα πλειοτροπικώς ανταγωνιστικά γονίδια δεν είχαν βρεθεί πριν επειδή είναι εξαιρετικά δύσκολο να εργαστούμε με ηλικιωμένα ζώα. Βρήκαμε έναν εκπληκτικά μεγάλο αριθμό γονιδίων που φαίνεται να λειτουργούν με ανταγωνιστικό τρόπο. Προηγούμενες μελέτες είχαν εντοπίσει γονίδια που ενθαρρύνουν τη γήρανση ενώ είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη, αλλά τα 30 γονίδια που βρήκαμε αντιπροσωπεύουν μερικά από τα πρώτα ευρήματα που προωθούν τη γήρανση μόνο στα ηλικιωμένα σκουλήκια. Λαμβάνοντας υπόψη ότι δοκιμάσαμε μόνο το 0,05% όλων των γονιδίων στα σκουλήκια, αυτό υποδηλώνει ότι μπορούν να υπάρχουν πολλά περισσότερα”.
Τα στοιχεία για τη γήρανση δεν ήταν τα μόνα που οδήγησαν στη συγγραφή αυτής της μελέτης, σύμφωνα με έναν άλλο συγγραφέα της μελέτης, τον Thomas Wilhelm. Αυτό που ήταν πιο περίεργο ήταν ποιες διεργασίες αφορούσαν αυτά τα γονίδια: την αυτοφαγία. Ο επικεφαλής της μελέτης, δρ Holger Richly, δήλωσε: “Βρήκαμε μια σειρά γονιδίων που εμπλέκονται στη ρύθμιση της αυτοφαγίας, τα οποία επιταχύνουν τη διαδικασία της γήρανσης”.
Αυτά τα αποτελέσματα είναι πραγματικά εκπληκτικά καθώς η αυτοφαγία είναι μια κρίσιμη διαδικασία ανακύκλωσης μέσα στα κύτταρα και θεωρείται πως σχετίζεται με τη μακροζωία. Η αυτοφαγία είναι γνωστό πως γίνεται με πιο αργό ρυθμό όσο περνούν οι δεκαετίες και η μελέτη έδειξε ότι επιδεινώνεται στους ηλικιωμένους σκώληκες. Απενεργοποιώντας βασικά γονίδια στην έναρξη της διαδικασίας, οι ερευνητές έκαναν τα σκουλήκια να ζουν περισσότερο σε σύγκριση με αυτά στα οποία η αυτοφαγία δυσλειτουργούσε.
“Αυτό θα μπορούσε να μας αναγκάσει να επανεξετάσουμε τις ιδέες μας για μια από τις πιο θεμελιώδεις διεργασίες που υπάρχουν σε ένα κύτταρο”, εξήγησε ο Richly. “Η αυτοφαγία σχεδόν πάντα θεωρείται ευεργετική ακόμα και αν δουλεύει ελάχιστα αλλά δείξαμε ότι υπάρχουν σοβαρές αρνητικές συνέπειες όταν καταρρέει και είναι καλύτερα να προσπεραστεί. Πρόκειται για κλασσικό παράδειγμα πλειοτροπικού ανταγωνισμού. Στα νεαρά σκουλήκια, η αυτοφαγία λειτουργεί σωστά προκειμένου να μεγαλώσουν και να αναπαραχθούν αλλά μετά την αναπαραγωγική ηλικία αρχίζει να δυσλειτουργεί επιταχύνοντας τη γήρανση”.
Οι νευρώνες
Ο Richly και η ομάδα του ήταν σε θέση να εντοπίσουν την πηγή των σημάτων μακροζωίας σε έναν συγκεκριμένο ιστό, τους νευρώνες. Με την απενεργοποίηση της αυτοφαγίας στους νευρώνες των ηλικιωμένων σκουληκιών δεν ήταν μόνο σε θέση να παρατείνουν τη ζωή τους αλλά αύξησαν και δραματικά την υγεία τους.
Ο Wilhelm ανέφερε: «Σταματήσαμε την αυτοφαγία μόνο σε έναν ιστό και ολόκληρο το ζώο πήρε ώθηση. Οι νευρώνες έγιναν πολύ πιο υγιείς σ’ αυτά τα σκουλήκια και αυτό κράτησε τους μυς και το υπόλοιπο σώμα τους σε καλή κατάσταση. Το καθαρό αποτέλεσμα ήταν 50% παράταση της ζωής”.
Ενώ οι συγγραφείς δεν γνωρίζουν ακόμα τον ακριβή μηχανισμό που αναγκάζει τους νευρώνες να παραμείνουν υγιέστεροι για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, αυτό το εύρημα μπορεί να έχει μεγάλες επιπτώσεις. “Υπάρχουν πολλά νευρωνικά νοσήματα που συνδέονται με δυσλειτουργική αυτοφαγία όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, η νόσος Πάρκινσον και η νόσος Χάντινγκτον. Είναι πιθανόν αυτά τα γονίδια της αυτοφαγίας να αποτελέσουν έναν καλό τρόπο για τη διατήρηση της νευρωνικής ακεραιότητας σε αυτές τις περιπτώσεις”, είπε ο Wilhelm.
Παρόλο που μια τέτοια θεραπεία είναι πολύ μελλοντική, αν υποτεθεί ότι τέτοια ευρήματα θα μπορούσαν να αποβούν πρακτικά χρήσιμα στους ανθρώπους, η μελέτη δίνει την ελπίδα ότι ο άνθρωπος θα είναι σε θέση κάποια στιγμή να αποτρέπει τις χρόνιες ασθένειες.
