Ανατροπή στη γήρανση: Επιστήμονες ανακάλυψαν μηχανισμό που «ανανεώνει» τα κύτταρά μας

Έρευνα για τη γήρανση που πραγματοποιήθηκε από επιστήμονες της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Vanderbilt στις Ηνωμένες Πολιτείες αποκάλυψε έναν μέχρι πρότινος άγνωστο μηχανισμό προσαρμογής των κυττάρων, ο οποίος αναδιαμορφώνει ενεργά μία από τις πιο πολύπλοκες δομές τους.

Η ανακάλυψη αυτή ρίχνει νέο φως στους μηχανισμούς της κυτταρικής γήρανσης και ενδέχεται να ανοίξει τον δρόμο για την ανάπτυξη φαρμακευτικών παρεμβάσεων που θα μπορούσαν να επιβραδύνουν χρόνιες παθήσεις που σχετίζονται με την ηλικία.

Η λειτουργία του ενδοπλασματικού δικτύου

Καθώς οι άνθρωποι και τα ζώα γερνούν, τα κύτταρά τους τροποποιούν το ενδοπλασματικό δίκτυο (ER) – ένα εκτεταμένο σύστημα μεταφοράς που συμμετέχει σε κρίσιμες βιοχημικές διεργασίες, όπως η αναδίπλωση των πρωτεϊνών.

Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται μέσω του μηχανισμού ER-phagy, που ανακαλύφθηκε τα τελευταία χρόνια. Πρόκειται για έναν τύπο αυτοφαγίας, κατά τον οποίο ένζυμα διασπούν και ανακυκλώνουν κατεστραμμένα ή περιττά τμήματα του κυττάρου, συμπεριλαμβανομένων αυτών του ενδοπλασματικού δικτύου.

Η νέα μελέτη δείχνει ότι το ER-phagy δεν περιορίζεται μόνο στην απομάκρυνση βλαβών, αλλά παίζει ρόλο και στη φυσιολογική γήρανση, πιθανώς συμβάλλοντας ακόμη και στην επιμήκυνση του προσδόκιμου ζωής.

Η «αναδιοργάνωση» των κυττάρων καθώς γερνούν

«Πολλές προηγούμενες μελέτες έχουν καταγράψει πώς αλλάζουν τα επίπεδα διαφορετικών κυτταρικών μηχανισμών με την ηλικία. Εμείς εστιάζουμε στο πώς η γήρανση επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα οργανώνουν αυτές τις λειτουργίες στο εσωτερικό τους», εξηγεί ο βιολόγος Kris Burkewitz από το Πανεπιστήμιο Vanderbilt.

Η λειτουργία των ευκαρυωτικών κυττάρων εξαρτάται όχι μόνο από την αποτελεσματικότητα των επιμέρους οργανιδίων, αλλά και από τη χωροταξική τους οργάνωση. Όπως σημειώνει ο Burkewitz, «είναι σαν ένα εργοστάσιο: ακόμα κι αν διαθέτεις όλο τον απαραίτητο εξοπλισμό, δεν θα είναι παραγωγικό αν δεν έχεις οργανώσει σωστά τη διάταξή του».

Όταν αλλάζουν οι ανάγκες ή οι συνθήκες, το «εργοστάσιο» πρέπει να αναδιαμορφώσει τη διάταξή του. Αν η οργάνωση διαταραχθεί, η παραγωγή γίνεται αναποτελεσματική, προσθέτει ο ερευνητής.

Το πείραμα με τους νηματώδεις σκώληκες

Για να μελετήσουν τον ρόλο του ER στη γήρανση, οι επιστήμονες παρατήρησαν ζωντανούς νηματώδεις Caenorhabditis elegans, οργανισμούς που χρησιμοποιούνται συχνά στα βιολογικά πειράματα λόγω της διαφάνειάς τους και του ταχέος κύκλου ζωής τους.

Χρησιμοποιώντας φθορίζουσα και ηλεκτρονική μικροσκοπία, οι ερευνητές κατέγραψαν τη δομή του ενδοπλασματικού δικτύου σε νεαρούς και ηλικιωμένους οργανισμούς, παρατηρώντας σημαντικές μορφολογικές αλλαγές με την πάροδο του χρόνου.

Διαπιστώθηκε ότι το «τραχύ» ER μειώνεται δραματικά όσο τα κύτταρα γερνούν, ενώ το «λείο» ER παρουσιάζει μικρότερες μεταβολές. Οι αλλαγές αυτές ενδέχεται να συνδέονται με την απώλεια ικανότητας των κυττάρων να διατηρούν λειτουργικές πρωτεΐνες ή να ρυθμίζουν αποτελεσματικά τον μεταβολισμό.

Προστατευτική προσαρμογή και προοπτικές

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η αναδιαμόρφωση του ER αποτελεί μια «προληπτική και προστατευτική αντίδραση» στη διαδικασία της γήρανσης. Η κατανόηση αυτής της προσαρμογής θα μπορούσε να συμβάλει στην ανάπτυξη στρατηγικών για την προώθηση της υγιούς μακροζωίας.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Cell Biology.