Τα κύτταρα σηματοδοτούνται ότι έχουν υπερβολικά θρεπτικά συστατικά και αυτό οδηγεί σε δυσλειτουργία και φλεγμονή σε όργανα όπως το πάγκρεας, το συκώτι και τα νεφρά. Το εύρημα, από ερευνητές του The Spanish National Cancer Research Centre (CNIO) και δημοσιεύτηκε στο περιοδιό Nature Aging, υποδηλώνει ότι μια παρέμβαση μόνο στη φλεγμονή μπορεί να ανακουφίσει τα συμπτώματα και να αυξήσει την επιβίωση.
Η έρευνα διεξήχθη σε ζωικά μοντέλα, αλλά η σύγκριση των μοριακών τους διεργασιών με δείγματα αίματος από άτομα ηλικίας 70 ετών δείχνει ότι τα αποτελέσματα μπορούν να επεκταθούν στην ανθρώπινη γήρανση.
Η πραγματικότητα ενός πληθυσμού που γερνάει με επιταχυνόμενους ρυθμούς καθιστά προτεραιότητα την κατανόηση του τι συμβαίνει στο σώμα με την πάροδο του χρόνου, σε μοριακή κλίμακα. Το σύμπλεγμα πρωτεΐνης mTOR είναι γνωστό ότι εμπλέκεται σε πολλές διεργασίες, ως βασικός παράγοντας σε πολλαπλές λειτουργίες του σώματος και ιδιαίτερα στο μεταβολισμό. Το νέο έγγραφο διαπιστώνει, σε ζωικά μοντέλα, ότι όταν η δραστηριότητα του mTOR είναι ελαφρώς αυξημένη, η γήρανση αρχίζει νωρίτερα και η διάρκεια ζωής των ζώων μπορεί να μειωθεί έως και 20%.
Δεδομένου του κεντρικού ρόλου του mTOR στο μεταβολισμό, αυτή η έρευνα παρέχει κάποιες ενδείξεις για να κατανοήσουμε γιατί εμφανίζονται ή επιδεινώνονται ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση σε άτομα με υψηλό δείκτη μάζας σώματος, δείκτη που σχετίζεται με την παχυσαρκία και τη φλεγμονή. Ρίχνει επίσης φως στο γιατί ο περιορισμός των θερμίδων -ένας τύπος δίαιτας που σχετίζεται με αυξημένη μακροζωία στα ζώα- μπορεί να προάγει την υγιή γήρανση, καθώς ορισμένα γονίδια που ενεργοποιούνται με τον περιορισμό της πρόσληψης θρεπτικών συστατικών αλληλεπιδρούν με το mTOR.
Επιπλέον, η μελέτη εισάγει ένα νέο ερευνητικό εργαλείο που δημιουργήθηκε «για τη μελέτη της σχέσης μεταξύ της αύξησης των θρεπτικών συστατικών και της γήρανσης των διαφορετικών οργάνων», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Alejo Efeyan, επικεφαλής της Ομάδας Μεταβολισμού και Κυτταρικής Σηματοδότησης στο Εθνικό Κέντρο Έρευνας Καρκίνου (CNIO).
Πρόωρη γήρανση σε ζώα όταν το σώμα τους θεωρεί ότι τρώνε πολύ
Η δραστηριότητα του συμπλέγματος πρωτεΐνης mTOR ρυθμίζεται ανάλογα με την ποσότητα των θρεπτικών συστατικών που είναι διαθέσιμα στο κύτταρο. Οι συγγραφείς της μελέτης επινόησαν ένα σύστημα για να «ξεγελάσουν» το mTOR, και έτσι να ρυθμίσουν τη δραστηριότητά του κατά βούληση σε ζωικά μοντέλα.
Το εσωτερικό των κυττάρων είναι ένα συνεχές πηγαινοερχόμενο χημικών σημάτων, τα οποία μεταδίδονται χάρη στις πρωτεΐνες (φυσικά και τα κύτταρα επικοινωνούν μεταξύ τους, μέσω διακυτταρικής σηματοδότησης). Το σύμπλεγμα της πρωτεΐνης mTOR είναι ένας βασικός παράγοντας στον μεγάλο αυτοκινητόδρομο της κυτταρικής επικοινωνίας που εμπλέκεται στην αξιοποίηση της ενέργειας: τον μεταβολισμό των κυττάρων. Γνωρίζουμε επίσης ότι το mTOR επηρεάζει τη μακροζωία, αν και δεν καταλαβαίνουμε ακόμη πλήρως το πώς.
Για να χειριστεί τη δραστηριότητα του mTOR κατά βούληση, η ομάδα του CNIO επικεντρώθηκε όχι στο ίδιο το mTOR, αλλά στην πρωτεΐνη που θα πρέπει να στείλει το σήμα που υποδεικνύει την ποσότητα των θρεπτικών συστατικών που είναι διαθέσιμα στο κύτταρο. Οι ερευνητές τροποποίησαν γενετικά αυτή την πρωτεΐνη για να την κάνουν να “ψευδώς” να δώσει σήμα στο mTOR ότι υπάρχουν περισσότερα θρεπτικά συστατικά στο κύτταρο από όσα υπάρχουν στην πραγματικότητα. Έτσι, η οδός του χημικού σήματος του mTOR ενεργοποιείται σαν τα ζώα να τρώνε περισσότερο, αν και στην πραγματικότητα η διατροφή τους δεν διαφέρει.
Όταν τα ζώα με αυτή την πρωτεΐνη, η οποία ξεγελάει το mTOR, ωριμάζουν, η λειτουργία των κυττάρων αρχίζει να αποτυγχάνει και εντοπίζονται χαρακτηριστικά συμπτώματα γήρανσης: το δέρμα γίνεται πιο λεπτό και εμφανίζεται βλάβη στο πάγκρεας, το συκώτι, τα νεφρά και άλλα όργανα. Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος έρχονται να τα επισκευάσουν αλλά κατακλύζονται από το μέγεθος της ζημιάς. Συσσωρεύονται και, αντί να επισκευάζονται, προκαλούν φλεγμονή που αυξάνει περαιτέρω τα προβλήματα σε αυτά τα όργανα.
Το αποτέλεσμα αυτού του φαύλου κύκλου είναι ότι η διάρκεια ζωής αυτών των ζώων στα οποία το mTOR εργάζεται πιο σκληρά από το κανονικό μειώνεται κατά 20%, που στην ανθρώπινη κλίμακα θα ισοδυναμούσε με περίπου 16 χρόνια. Η μελέτη προσπάθησε να κόψει αυτόν τον κύκλο μπλοκάροντας την ανοσολογική απόκριση που προκαλεί φλεγμονή. Οι βλάβες στα όργανα στη συνέχεια βελτιώθηκαν αρκετά ώστε να κερδίσουν αυτό που στους ανθρώπους θα ήταν μερικά χρόνια ζωής. Για αυτόν τον λόγο, οι συγγραφείς δηλώνουν ότι η δράση στη χρόνια φλεγμονή είναι «ένα πιθανό θεραπευτικό μέτρο που ελέγχει την επιδείνωση της υγείας», λέει ο πρώτος συγγραφέας Ortega-Molina.
Τα αποτελέσματα μπορούν να ισχύουν και για ανθρώπους
Αυτό που συμβαίνει όταν ενεργούμε με βάση τις πληροφορίες που λαμβάνει το mTOR, προσομοιώνοντας μια περίσσεια θρεπτικών ουσιών, θυμίζει μια αλλαγή που συμβαίνει κατά τη φυσική γήρανση. Η ομάδα του CNIO συνέκρινε το μοντέλο της με αποικίες ποντικών φυσικά γερασμένων, τόσο δικών της όσο και εκείνων που ανήκουν στο Εθνικό Ινστιτούτο Γήρανσης (NIA).
Για παράδειγμα, η δραστηριότητα των λυσοσωμάτων, τα οποία είναι οργανίδια με τα οποία το κύτταρο αφαιρεί και ανακυκλώνει τα απόβλητά του, μειώνεται τόσο σε φυσικά γερασμένα όσο και σε γενετικά τροποποιημένα ζώα. «Όταν υπάρχει περίσσεια θρεπτικών συστατικών, είναι λογικό το κύτταρο να διακόπτει τη δραστηριότητα ανακύκλωσης των λυσοσωμάτων, επειδή αυτή η ανακύκλωση λειτουργεί ειδικά όταν δεν υπάρχουν θρεπτικά συστατικά», λέει ο Efeyan.
Αυτή η μείωση της λυσοσωμικής δραστηριότητας εμφανίζεται επίσης στην ανθρώπινη γήρανση, όπως επιβεβαιώθηκε από την ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Βαλένθια κατά την ανάλυση δείγματος αίματος από νέους και άτομα άνω των 70.
Πέρα από αυτη τη μελέτη, ο Efeyan πιστεύει ότι αυτό το νέο ζωικό μοντέλο προσφέρει άφθονο γόνιμο έδαφος για να τεθούν περισσότερες ερωτήσεις σχετικά με το πώς η αύξηση των θρεπτικών συστατικών ή η σηματοδότηση τους, διευκολύνει τις διαδικασίες στα διάφορα όργανα που μας επιτρέπουν να κατανοήσουμε ιδιαίτερα τη γήρανση τους.
Περισσότερες πληροφορίες: A mild increase in nutrient signaling to mTORC1 in mice leads to parenchymal damage, myeloid inflammation and shortened lifespan, Nature Aging (2024). DOI: 10.1038/s43587-024-00635-x.
