Πώς οι Έλληνες ερευνητές ρίχνουν φως στα μυστικά της αντιγήρανσης

Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), εκπόνησαν μια μελέτη τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύτηκαν στο έγκριτο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Nature Aging, η οποία ρίχνει για πρώτη φορά φως σε ένα θεμελιώδη μηχανισμό ελέγχου της γήρανσης και της αναπαραγωγικής γονιμότητας.

Τα πορίσματα αυτής της μελέτης θέτουν τις βάσεις για την ευρύτερη κατανόηση του ερωτήματος «γιατί γερνάμε» - και πώς μπορούμε να παρέμβουμε ώστε να το καθυστερήσουμε – ενώ αναμένεται να δοθούν κρίσιμες απαντήσεις για το πώς να αντιμετωπίσουμε τη «μάστιγα» της εποχής μας, που δεν είναι άλλη από τις εκφυλιστικές ασθένειες όπως η νόσος Αλτσχάιμερ ή Πάρκινσον, που προκύπτουν από τη γήρανση των κυττάρων μας. Εκτός από αυτά, με την κατανόηση των μηχανισμών της κυτταρικής λειτουργίας, μπορούμε να προλάβουμε και τις καρκινογενέσεις αλλά και να αντιμετωπίσουμε την υπογονιμότητα.

Οι ερευνητές του ΙΜΒΒ, Δρ. Mαργαρίτα Έλενα Παπανδρέου και Δρ. Γιώργος Κωνσταντινίδης, με επικεφαλής τον Δρ. Νεκτάριο Ταβερναράκη, (Καθηγητή της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστήμιου Κρήτης και Πρόεδρο του ΙΤΕ) αποκάλυψαν αυτόν το νέο μοριακό μηχανισμό που ρυθμίζει τη γήρανση και την αναπαραγωγή, συμβάλλοντας καθοριστικά στην προστασία και μακροπρόθεσμη διατήρηση της δομής και της λειτουργίας του πυρήνα του κυττάρου.

Ο καθηγητής Νεκτάριος Ταβερναράκης, ο οποίος είναι επίσης Πρόεδρος στο Ευρωπαϊκό Ινστιτούτο Καινοτομίας και Τεχνολογίας και Αντιπρόεδρος στο Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας, παραχώρησε συνέντευξη στο Νewsbomb.gr στην οποία εξηγεί τον τρόπο αλλά και τα οφέλη αυτής της σπουδαίας ανακάλυψης.

«Γνωρίζοντας τα συγκεκριμένα γονίδια που ευθύνονται για τις μορφές καρκίνου, μπορούμε εύκολα να εντοπίσουμε τις μεταλλάξεις πολύ νωρίς και να έχουμε πολύ πρώιμη διάγνωση ώστε να προλάβουμε ή να καθυστερήσουμε την ανάπτυξη της νόσου. Και από την άλλη, να επιτύχουμε καλή ποιότητα ζωής για τους ηλικιωμένους, προλαμβάνοντας εκφυλιστικές ασθένειες», εξηγεί.

«Αυτή η νέα γνώση που έχουμε πλέον θα εξαργυρωθεί στο μέλλον με πολύ σημαντικά αποτελέσματα», εκτιμά.

Δείτε τη συνέντευξη του Νεκτάριου Ταβερναράκη στο Newsbomb.gr:

Όπως αναφέρουν οι ερευνητές του ΙΤΕ στην ανακοίνωσή τους:

Ο πυρήνας είναι το κεντρικό οργανίδιο των ευκαρυωτικών κυττάρων, όπου βρίσκεται το γενετικό υλικό, ή αλλιώς, το DNA, το οποίο καθορίζει την κυτταρική ταυτότητα και λειτουργία σε όλους τους οργανισμούς. Η δομή και η αρχιτεκτονική του πυρήνα αλλάζουν δραματικά κατά τη γήρανση, αλλά και κατά την καρκινογένεση. Επιπρόσθετα, ένα κοινό χαρακτηριστικό της γήρανσης, των παθολογικών καταστάσεων που σχετίζονται με αυτή, αλλά και των προγεροειδών συνδρόμων (π.χ., σύνδρομα Hutchinson–Gilford, Werner, Bloom, Cockayne, και άλλα), αποτελούν οι αλλοιώσεις που εντοπίζονται στον πυρηνίσκο του κυττάρου, μία δομή μέσα στον πυρήνα που ελέγχει την παραγωγή ριβοσωμάτων τα οποία λειτουργούν ως μηχανές σύνθεσης πρωτεϊνών των κυττάρων.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η διατήρηση της ακεραιότητας του πυρήνα και του πυρηνίσκου έχει συσχετιστεί με τη μακροζωία, και με παρεμβάσεις που παρατείνουν τη ζωή σε πειραματόζωα. Ωστόσο, οι μοριακοί και κυτταρικοί μηχανισμοί που επιτηρούν και διασφαλίζουν την δομή του πυρήνα και του πυρηνίσκου παραμένουν αδιευκρίνιστοι. Δεν είναι, επίσης, γνωστό αν ο προοδευτικός εκφυλισμός της αρχιτεκτονικής του πυρήνα, που παρατηρείται κατά τη γήρανση, και σε ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία, αποτελεί επακόλουθο, ή απλή συνέπεια αυτών των καταστάσεων, ή συνεισφέρει καθοριστικά στη διαδικασία της γήρανσης και της παθογένεσης των προγεροειδών συνδρόμων.

Χρησιμοποιώντας δύο πειραματικούς οργανισμούς, τον νηματώδη Caenorhabditis elegans και το ποντίκι, οι ερευνητές του ΙΜΒΒ-ΙΤΕ μελέτησαν αυτά τα βασικά ερωτήματα. Η διατήρηση της πυρηνικής δομής και λειτουργίας απαιτεί τη συνεχή και αυστηρά ρυθμιζόμενη ανακύκλωση των ελαττωματικών ή κατεστραμμένων πυρηνικών συστατικών. Η στόχευση και η αποικοδόμηση των κατεστραμμένων πυρηνικών συστατικών πραγματοποιείται με έναν επιλεκτικό τύπο αυτοφαγίας, την πυρηνοφαγία, η οποία χρησιμεύει ως μηχανισμός ελέγχου της πυρηνικής ομοιόστασης.

Η διατήρηση της μορφολογίας του πυρήνα και η ανακύκλωση του πυρηνικού υλικού είναι απαραίτητες για τη λειτουργία του κυττάρου. Προβλήματα στη σωστή διεξαγωγή πυρηνοφαγίας έχουν ενοχοποιηθεί για ένα ευρύ φάσμα παθολογικών καταστάσεων, όπως οι βλάβες στο DNA, ο καρκίνος και οι νευρεκφυλιστικές ασθένειες. Παρέμενε όμως άγνωστο το πώς ρυθμίζεται η πυρηνοφαγία, καθώς και ποιες είναι οι επιπτώσεις που έχει η απορρύθμισή της στη γήρανση.

Η μελέτη που δημοσιεύτηκε αποκαλύπτει έναν κομβικό μηχανισμό ρύθμισης της πυρηνοφαγίας. Συγκεκριμένα, η γιγαντιαία πρωτεΐνη αγκύρωσης του πυρηνικού περιβλήματος, ANC-1 στον νηματώδη, και η αντίστοιχη Nesprin 2 στα ποντίκια, λειτουργούν ως ειδικοί ρυθμιστές της πυρηνοφαγίας. Μάλιστα, είναι αξιοσημείωτο ότι τα επίπεδα των πρωτεϊνών αυτών διαμορφώνονται κατάλληλα μέσω της αυτοφαγίας.

Η πρωτεΐνη ANC-1/Nesprin 2 βρίσκεται στην εξωτερική μεμβράνη του πυρήνα όλων των κυττάρων, ενώ έχει βρεθεί ότι μεταλλάξεις της εμπλέκονται σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες, μυοκαρδιοπάθειες και καρκίνο, στον άνθρωπο. Ελέγχοντας την επιλεκτική αποικοδόμηση συστατικών του πυρήνα και του πυρηνίσκου, η πρωτεΐνη ANC-1/Nesprin 2 εξασφαλίζει τη θωράκιση της ομοιόστασης των κυττάρων, την ανθεκτικότητα σε στρεσογόνους παράγοντες και τη σημαντική αύξηση του προσδόκιμου ζωής του οργανισμού. Επιπλέον, η πυρηνοφαγία, με τη μεσολάβηση της πρωτεΐνης ANC-1/Nesprin 2, συνεισφέρει ως μηχανισμός ποιοτικού ελέγχου στην εκκαθάριση δυσλειτουργικών πρόδρομων γεννητικών κυττάρων, κατά τη διαφοροποίησή τους, στο αναπαραγωγικό σύστημα του νηματώδους.

Η διαταραχή αυτής της διαδικασίας κάθαρσης προκαλεί τη δημιουργία όγκων στο γεννητικό σύστημα του C. elegans, και προοδευτική στειρότητα. Πρόκειται για ένα φαινόμενο θνητότητας της βλαστικής κυτταρικής σειράς που απαιτείται για την αναπαραγωγή όλων των ζωικών οργανισμών και είναι, κανονικά, αθάνατη. Παρομοίως, η απενεργοποίηση της πρωτεΐνης Nesprin 2 σε θηλυκά ποντίκια προκαλεί καρκίνωμα των ωοθηκών, ενώ πολυμορφισμοί στην αντίστοιχη ανθρώπινη πρωτεΐνη, Syne2, έχουν συνδεθεί με στειρότητα στις γυναίκες.

Τα αποτελέσματα της έρευνας των επιστημόνων του ΙΜΒΒ-ΙΤΕ αναδεικνύουν την πυρηνοφαγία ως έναν κεντρικό μοριακό μηχανισμό, μέσω του οποίου εξασφαλίζεται η μακροπρόθεσμη διατήρηση της πυρηνικής αρχιτεκτονικής και ομοιόστασης. Μέλη της οικογένειας πρωτεϊνών ANC-1/Nesprin έχουν ρόλο βασικού ρυθμιστή της πυρηνοφαγίας. Η ανακύκλωση πυρηνικού υλικού μέσω πυρηνοφαγίας συμβάλλει στη μακροζωία των σωματικών κυττάρων, ενώ διασφαλίζει την αθανασία της βλαστικής σειράς κυττάρων του γεννητικού συστήματος, και, κατ’ επέκταση, την αναπαραγωγική υγεία.

Το γεγονός ότι οι μοριακοί μηχανισμοί που ελέγχουν τη πυρηνοφαγία έχουν διατηρηθεί όμοιοι εξελικτικά, ανάμεσα σε πολύ διαφορετικούς οργανισμούς, υποδεικνύει ότι αντίστοιχες διαδικασίες διέπουν τη γήρανση και την αναπαραγωγή στον άνθρωπο. Τα ευρήματα αυτά αναμένεται ότι θα αξιοποιηθούν για την αντιμετώπιση νοσημάτων τα οποία χαρακτηρίζονται από κατάρρευση της αρχιτεκτονικής του πυρήνα, αλλά και της ανθρώπινης υπογονιμότητας.

Διαβάστε επίσης:

Το Καταθλιπτικό Σύνδρομο των Χριστουγέννων και πώς να το αποφύγουμε

Olympico Vision: Ολυμπιακοί Αγώνες για πάντα στη χώρα που τους γέννησε

Δείπνο αληθινής Αγάπης στη σκοτεινή Αθήνα που δεν θέλουμε να βλέπουμε

Δείτε όλο το Weekend Edition εδώ