Μετά από 13 χρόνια, ο δρ Ντέιβιντ Σινκλέρ και οι συνεργάτες του απάντησαν επιτέλους στο ερώτημα τι οδηγεί στη γήρανση.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 12 Ιανουαρίου στο Cell, ο Sinclair, καθηγητής γενετικής και συνδιευθυντής του Κέντρου Paul F. Glenn για τη Βιολογία της Έρευνας της Γήρανσης στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ, περιγράφει ένα πρωτοποριακό ρολόι γήρανσης που μπορεί να επιταχύνει ή να αντιστρέψει τη γήρανση των κυττάρων.
Οι επιστήμονες, σύμφωνα με το time.com, που μελετούν τη γήρανση έχουν συζητήσει για το τι οδηγεί τη διαδικασία της γήρανσης στα κύτταρα -και κυρίως έχουν επικεντρωθεί στις μεταλλάξεις στο DNA που μπορούν, με την πάροδο του χρόνου, να διαταράξουν τις φυσιολογικές λειτουργίες ενός κυττάρου και να πυροδοτήσουν τη διαδικασία του κυτταρικού θανάτου.
Αλλά αυτή η θεωρία δεν υποστηριζόταν από το γεγονός ότι τα κύτταρα των ηλικιωμένων συχνά δεν ήταν γεμάτα μεταλλάξεις και ότι τα ζώα ή οι άνθρωποι που φιλοξενούν μεγαλύτερο φορτίο μεταλλαγμένων κυττάρων δεν φαίνεται να γερνούν πρόωρα.
Ως εκ τούτου, ο Sinclair επικεντρώθηκε σε ένα άλλο τμήμα του γονιδιώματος, που ονομάζεται επιγονιδίωμα.
Δεδομένου ότι όλα τα κύτταρα έχουν το ίδιο σχέδιο DNA, το επιγονιδίωμα είναι αυτό που κάνει τα κύτταρα του δέρματος να μετατρέπονται σε κύτταρα του δέρματος και τα κύτταρα του εγκεφάλου σε κύτταρα του εγκεφάλου. Αυτό το κάνει παρέχοντας διαφορετικές οδηγίες στα διάφορα κύτταρα για το ποια γονίδια πρέπει να ενεργοποιηθούν και ποια να παραμείνουν σιωπηλά. Η επιγενετική είναι παρόμοια με τις οδηγίες που βασίζονται οι μοδίστρες από τα πατρόν για να δημιουργήσουν πουκάμισα, παντελόνια ή σακάκια.
Το αρχικό ύφασμα είναι το ίδιο, αλλά το σχέδιο καθορίζει το σχήμα και τη λειτουργία που θα πάρει το τελικό αντικείμενο ένδυσης. Με τα κύτταρα, οι επιγενετικές οδηγίες οδηγούν σε κύτταρα με διαφορετικές φυσικές δομές και λειτουργίες σε μια διαδικασία που ονομάζεται διαφοροποίηση.
Στην εργασία Cell, ο Sinclair και η ομάδα του αναφέρουν ότι όχι μόνο μπορούν να γεράσουν τα ποντίκια σε ένα επιταχυνόμενο χρονοδιάγραμμα, αλλά μπορούν επίσης να αντιστρέψουν τις επιπτώσεις αυτής της γήρανσης και να αποκαταστήσουν ορισμένα από τα βιολογικά σημάδια νεότητας στα ζώα. Αυτή η αναστρεψιμότητα αποτελεί μια ισχυρή επιχειρηματολογία για το γεγονός ότι οι κύριοι παράγοντες της γήρανσης δεν είναι μεταλλάξεις στο DNA, αλλά λάθη στις επιγενετικές οδηγίες που με κάποιο τρόπο παρεκκλίνουν.
Ο Sinclair έχει προτείνει εδώ και καιρό ότι η γήρανση είναι το αποτέλεσμα της απώλειας κρίσιμων οδηγιών που χρειάζονται τα κύτταρα για να συνεχίσουν να λειτουργούν, σε αυτό που αποκαλεί Θεωρία της Πληροφορίας της Γήρανσης. "Πίσω από τη γήρανση βρίσκεται η πληροφορία που χάνεται στα κύτταρα, όχι μόνο η συσσώρευση βλαβών", λέει. "Αυτή είναι μια αλλαγή παραδείγματος στον τρόπο με τον οποίο σκεφτόμαστε τη γήρανση. "
Τα πιο πρόσφατα αποτελέσματά του φαίνεται να υποστηρίζουν αυτή τη θεωρία. Είναι παρόμοιο με τον τρόπο με τον οποίο τα προγράμματα λογισμικού λειτουργούν από το υλικό, αλλά μερικές φορές καταστρέφονται και χρειάζονται επανεκκίνηση, λέει ο Sinclair.
"Αν η αιτία της γήρανσης ήταν επειδή ένα κύτταρο γέμισε μεταλλάξεις, τότε η αντιστροφή της ηλικίας δεν θα ήταν δυνατή", λέει. "Αλλά δείχνοντας ότι μπορούμε να αντιστρέψουμε τη διαδικασία γήρανσης, αυτό δείχνει ότι το σύστημα είναι άθικτο, ότι υπάρχει ένα εφεδρικό αντίγραφο και ότι το λογισμικό χρειάζεται επανεκκίνηση".
Στα ποντίκια, ο ίδιος και η ομάδα του ανέπτυξαν έναν τρόπο επανεκκίνησης των κυττάρων για να επανεκκινήσουν το εφεδρικό αντίγραφο των επιγενετικών οδηγιών, διαγράφοντας ουσιαστικά τα κατεστραμμένα σήματα που έβαλαν τα κύτταρα στην πορεία προς τη γήρανση. Μιμήθηκαν τις επιπτώσεις της γήρανσης στο επιγονιδίωμα εισάγοντας σπασίματα στο DNA νεαρών ποντικών. (Έξω από το εργαστήριο, οι επιγενετικές αλλαγές μπορούν να προκληθούν από διάφορα πράγματα, όπως το κάπνισμα, η έκθεση στη ρύπανση και τα χημικά).
Αφού "γέρασαν" με αυτόν τον τρόπο, μέσα σε λίγες εβδομάδες ο Sinclair είδε ότι τα ποντίκια άρχισαν να εμφανίζουν σημάδια μεγαλύτερης ηλικίας -συμπεριλαμβανομένης της γκρίζας γούνας, του χαμηλότερου σωματικού βάρους παρά την αμετάβλητη διατροφή, της μειωμένης δραστηριότητας και της αυξημένης ευθραυστότητας.
Η επανεκκίνηση έγινε με τη μορφή μιας γονιδιακής θεραπείας που περιλαμβάνει τρία γονίδια που καθοδηγούν τα κύτταρα να επαναπρογραμματιστούν - στην περίπτωση των ποντικών, οι οδηγίες καθοδηγούσαν τα κύτταρα να επανεκκινήσουν τις επιγενετικές αλλαγές που καθόριζαν την ταυτότητά τους ως, για παράδειγμα, κύτταρα νεφρών και δέρματος, δύο κυτταρικούς τύπους που είναι επιρρεπείς στις επιπτώσεις της γήρανσης.
Τα γονίδια αυτά προέρχονταν από τη σουίτα των λεγόμενων παραγόντων των βλαστικών κυττάρων Yamanaka - ένα σύνολο τεσσάρων γονιδίων που ο νομπελίστας επιστήμονας Shinya Yamanaka ανακάλυψε το 2006 ότι μπορούν να γυρίσουν το ρολόι των ενήλικων κυττάρων πίσω στην εμβρυϊκή, βλαστική τους κατάσταση, ώστε να ξεκινήσουν από την αρχή την ανάπτυξή τους ή τη διαδικασία διαφοροποίησης. Ο Sinclair δεν ήθελε να σβήσει εντελώς το επιγενετικό ιστορικό των κυττάρων, απλώς να το επανεκκινήσει αρκετά ώστε να επαναφέρει τις επιγενετικές οδηγίες. Χρησιμοποιώντας τρεις από τους τέσσερις παράγοντες γύρισε το ρολόι πίσω κατά 57%, αρκετά ώστε να κάνει τα ποντίκια και πάλι νεανικά.
"Δεν φτιάχνουμε βλαστοκύτταρα, αλλά γυρνάμε το ρολόι πίσω ώστε να μπορέσουν να ανακτήσουν την ταυτότητά τους", λέει ο Sinclair. "Έχω πραγματικά εκπλαγεί από το πόσο καθολικά λειτουργεί. Δεν έχουμε βρει ακόμη έναν τύπο κυττάρου που να μην μπορούμε να γεράσουμε προς τα εμπρός και προς τα πίσω".
Η αναζωογόνηση των κυττάρων σε ποντίκια είναι ένα πράγμα, αλλά θα λειτουργήσει η διαδικασία στον άνθρωπο; Αυτό είναι το επόμενο βήμα του Sinclair, και η ομάδα του ήδη δοκιμάζει το σύστημα σε πρωτεύοντα θηλαστικά. Οι ερευνητές συνδέουν έναν βιολογικό διακόπτη που θα τους επιτρέψει να ενεργοποιούν και να απενεργοποιούν το ρολόι, συνδέοντας την ενεργοποίηση των γονιδίων επαναπρογραμματισμού με ένα αντιβιοτικό, τη δοξυκυκλίνη. Δίνοντας στα ζώα δοξυκυκλίνη θα άρχιζε η αντιστροφή του ρολογιού και η διακοπή του φαρμάκου θα σταματούσε τη διαδικασία. Ο Sinclair δοκιμάζει επί του παρόντος το σύστημα στο εργαστήριο με ανθρώπινους νευρώνες, δέρμα και ινοβλαστικά κύτταρα, τα οποία συμβάλλουν στον συνδετικό ιστό.
Πέρα από αυτό, οι επιπτώσεις της δυνατότητας γήρανσης και αναζωογόνησης ιστών, οργάνων ή ακόμη και ολόκληρων ζώων ή ανθρώπων είναι απίστευτες. Ο Σινκλέρ έχει αναζωογονήσει τα νεύρα των ματιών πολλές φορές, γεγονός που θέτει το πιο υπαρξιακό ερώτημα για τους βιοηθικολόγους και την κοινωνία, το οποίο αφορά το τι θα σήμαινε να γυρνάμε συνεχώς το ρολόι της γήρανσης πίσω.
Αυτή η μελέτη είναι μόνο το πρώτο βήμα για τον επαναπροσδιορισμό του τι σημαίνει να γερνάς, και ο Sinclair είναι ο πρώτος που αναγνωρίζει ότι εγείρει περισσότερα ερωτήματα παρά απαντήσεις. "Δεν καταλαβαίνουμε πώς λειτουργεί πραγματικά η αναζωογόνηση, αλλά ξέρουμε ότι λειτουργεί", λέει. "Μπορούμε να τη χρησιμοποιήσουμε για να αναζωογονήσουμε μέρη του σώματος και ελπίζουμε να φτιάξουμε φάρμακα που θα είναι επαναστατικά. Τώρα, όταν βλέπω έναν ηλικιωμένο άνθρωπο, δεν τον βλέπω ως ηλικιωμένο, τον βλέπω απλώς ως κάποιον του οποίου το σύστημα χρειάζεται επανεκκίνηση. Δεν είναι πλέον το ερώτημα αν είναι δυνατή η αναζωογόνηση, αλλά το ερώτημα του πότε".
