Θα μπορούσε η μέτρηση των συστάδων πρωτεΐνης στα κύτταρά μας να είναι ένας νέος τρόπος για να ανακαλύψουμε τον κίνδυνο να πάθουμε ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία;
Η καθηγήτρια Dorothee Dormann και ο καθηγητής Edward Lemke του Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), προτείνουν την έννοια ενός “ρολογιού συγκέντρωσης πρωτεϊνών” για τη μέτρηση της γήρανσης και της υγείας σε νέο άρθρο που δημοσιεύτηκε στο Nature Cell Biology.
Καθώς μεγαλώνουμε, το DNA και οι πρωτεΐνες που αποτελούν το σώμα μας υφίστανται σταδιακά αλλαγές που κάνουν το σώμα μας να μην λειτουργεί πλέον όπως πριν. Αυτό με τη σειρά του μας κάνει πιο επιρρεπείς σε ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία, όπως καρδιαγγειακές παθήσεις, καρκίνος και νόσος Αλτσχάιμερ.
Μια σημαντική αλλαγή είναι ότι οι πρωτεΐνες στα κύτταρά μας μπορεί μερικές φορές να αναδιπλωθούν και να συσσωρευτούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν συσσωματώματα, τα λεγόμενα αμυλοειδή. Η λανθασμένη αναδίπλωση και η συσσώρευση μπορεί να συμβεί σε οποιαδήποτε πρωτεΐνη, αλλά μια συγκεκριμένη ομάδα πρωτεϊνών που είναι γνωστές ως εγγενώς διαταραγμένες πρωτεΐνες (IDPs: intrinsically disordered proteins) είναι ιδιαίτερα επιρρεπείς στο σχηματισμό αμυλοειδών.
Οι IDP αποτελούν περίπου το 30% των πρωτεϊνών στα κύτταρά μας και χαρακτηρίζονται από το ότι δεν έχουν σταθερή δομή. Αντίθετα, είναι ευέλικτα και δυναμικά, πέφτουν σαν νήματα από μαγειρεμένα μακαρόνια.
Ενώ οι μοριακοί μηχανισμοί συζητούνται ευρέως και αποτελούν σημαντική πτυχή της βασικής έρευνας, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι τα συσσωματώματα που σχηματίζονται από IDP τείνουν να συσσωρεύονται σε πολλά μακρόβια κύτταρα -όπως νευρώνες ή μυϊκά κύτταρα- καθώς γερνάμε.
Επιπλέον, μπορούν να προκαλέσουν πολλές ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία, ιδιαίτερα νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ και η νόσος του Πάρκινσον.
Έτσι, η ύπαρξη πολλών συσσωματωμάτων σε ένα κύτταρο θα μπορούσε να είναι ένας δείκτης του πόσο μη υγιές είναι το κύτταρο ή εάν ένα άτομο είναι πιθανό να αναπτύξει σύντομα μια ασθένεια που σχετίζεται με την ηλικία.
Στο πρόσφατα δημοσιευμένο άρθρο τους, οι Dormann και Lemke προτείνουν ότι η συσσώρευση IDP θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως βιολογικό «ρολόι» για τη μέτρηση της υγείας και της ηλικίας ενός ατόμου.
Εάν αναπτυχθεί περαιτέρω σε ένα ευαίσθητο διαγνωστικό τεστ, ένα ρολόι συσσώρευσης πρωτεϊνών θα μπορούσε να είναι εξαιρετικά χρήσιμο.
Πρώτον, οι γιατροί θα μπορούσαν να το χρησιμοποιήσουν για να βοηθήσουν στη διάγνωση ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία σε πολύ πρώιμα στάδια ή στον εντοπισμό ατόμων που δεν είναι ακόμη άρρωστα αλλά έχουν υψηλότερο κίνδυνο να αναπτύξουν ασθένεια καθώς γερνούν. Αυτό θα τους επέτρεπε να λαμβάνουν προληπτικές θεραπείες πριν αναπτύξουν σοβαρή ασθένεια.
Δεύτερον, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να το χρησιμοποιήσουν για να αξιολογήσουν τα αποτελέσματα νέων πειραματικών θεραπειών για τη μείωση της συσσώρευσης πρωτεϊνών, προκειμένου να προληφθούν ή να καθυστερήσουν οι ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία.
«Στην πράξη, βρισκόμαστε ακόμη πολύ μακριά από ένα συνηθισμένο διαγνωστικό τεστ και είναι σημαντικό να βελτιώσουμε την κατανόησή μας για τους θεμελιώδεις μηχανισμούς που οδηγούν στη συγκέντρωση των εκτοπισμένων», δήλωσε ο Dormann. «Ωστόσο, θέλουμε να τονώσουμε τη σκέψη και την έρευνα προς την κατεύθυνση της μελέτης των συσσωματωμάτων πρωτεΐνης για τη μέτρηση των βιολογικών διαδικασιών γήρανσης», πρόσθεσε ο Lemke. «Είμαστε αισιόδοξοι ότι στο μέλλον θα είμαστε σε θέση να ξεπεράσουμε τις τρέχουσες προκλήσεις της ανάγνωσης ενός ρολογιού συσσώρευσης πρωτεϊνών μέσω περισσότερης έρευνας για τη δυναμική των IDP και κάνοντας περαιτέρω τεχνολογικές εξελίξεις».
Αν και υπάρχουν άλλα «ρολόγια» για τη μέτρηση της γήρανσης και της υγείας, τα περισσότερα από αυτά βασίζονται σε νουκλεϊκά οξέα όπως το DNA.
Οι Dormann και Lemke πιστεύουν ότι ένα βιολογικό ρολόι βασισμένο σε πρωτεΐνες θα ήταν χρήσιμο συμπλήρωμα σε αυτά τα υπάρχοντα ρολόγια, καθώς οι πρωτεΐνες είναι από τα πιο άφθονα μόρια στα κύτταρα και είναι ζωτικής σημασίας για όλες τις κυτταρικές λειτουργίες. Με τη βοήθεια ενός τέτοιου ρολογιού συσσώρευσης πρωτεϊνών, ελπίζουν ότι οι επιστήμονες και οι γιατροί θα είναι σε θέση να προχωρήσουν ένα βήμα πιο κοντά για να βοηθήσουν τους ανθρώπους να γεράσουν με υγεία και να αποτρέψουν τις ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία.
Περισσότερες πληροφορίες: Dorothee Dormann, Edward Anton Lemke. Adding intrinsically disordered proteins to biological ageing clocks. Nature Cell Biology, 2024; 26 (6): 851 DOI: 10.1038/s41556-024-01423-w.
