Επιστήμονες από το Ινστιτούτο Sanford Burnham Prebys Medical Discovery έδειξαν ότι τα σκουλήκια ζουν μακρύτερες ζωές αν παράγουν περίσσεια πρωτεΐνης p62, η οποία αναγνωρίζει τοξικές κυτταρικές πρωτεΐνες που έχουν επισημανθεί για καταστροφή εντός των κυττάρων.
Η ανακάλυψη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Communications, θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανεύρεση θεραπειών για παθήσεις που σχετίζονται με τη γήρανση, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ και η νόσος Χάντινγκτον, οι οποίες συχνά προκαλούνται από τη συσσώρευση λανθασμένων πρωτεϊνών.
“Η έρευνα έχει δείξει ότι η διάρκεια ζωής μπορεί να επεκταθεί με την αύξηση της αυτοφαγίας -διαδικασία την οποία τα κύτταρα χρησιμοποιούν για να υποβαθμίσουν και να ανακυκλώσουν παλιά, κατεστραμμένα συστατικά κυττάρων”, είπε η Malene Hansen, καθηγήτρια γήρανσης στο Sanford Burnham Prebys. “Πριν από αυτή τη μελέτη, κατανοήσαμε ότι η αυτοφαγία ως διαδικασία συνδέεται με τη γήρανση, αλλά ο αντίκτυπος της p62, μιας επιλεκτικής πρωτεΐνης αυτοφαγίας, στη μακροζωία ήταν άγνωστος”.
Οι επιστήμονες πίστευαν ότι η κυτταρική ανακύκλωση δούλευε με τον ίδιο τρόπο για όλα τα απόβλητα. Τα τελευταία χρόνια έμαθαν ότι η αυτοφαγία μπορεί να είναι εξαιρετικά επιλεκτική, που σημαίνει ότι το κύτταρο χρησιμοποιεί ξεχωριστά “φορτηγά ανακύκλωσης”, όπως η πρωτεΐνη p62, για να παραδίδει διαφορετικά είδη απορριμμάτων σε κυτταρικά “κέντρα ανακύκλωσης”. Για παράδειγμα, η πρωτεΐνη p62 είναι γνωστό ότι παρέχει επιλεκτικά συσσωματωμένες πρωτεΐνες και φθαρμένα μιτοχόνδρια στα κέντρα ανακύκλωσης.
Για να κατανοήσουν καλύτερα το ρόλο της πρωτεΐνης p62 στην κυτταρική ανακύκλωση και τη μακροζωία, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν βραχύβια, διαφανή στρογγυλά σκουλήκια, τα C. elegans. Προηγουμένως, η ομάδα της Hansen διαπίστωσε ότι τα επίπεδα της πρωτεΐνης p62 αυξάνονται μετά από ένα σύντομο θερμικό σοκ που χορηγείται στους σκώληκες. Αυτό αποδείχθηκε ωφέλιμο για τα ζώα και είναι προαπαιτούμενο για τη μακροζωία που προκαλείται από ήπια θερμικό στρες.
Αυτά τα ευρήματα ώθησαν τους επιστήμονες να χρησιμοποιήσουν τη γενετική μηχανική στα C. elegans για να παράγουν περίσσεια πρωτεΐνης p62. Αντί της συνηθισμένης διάρκειας ζωής των τριών εβδομάδων, αυτά τα σκουλήκια έζησαν για ένα μήνα -μια επέκταση διάρκειας ζωής κατά 20-30%. Οι ερευνητές έδειξαν ότι με την αύξηση των επιπέδων της p62, τα «φορτηγά ανακύκλωσης» και τα «κέντρα ανακύκλωσης» έγιναν πιο άφθονα και ήταν σε θέση να ανακυκλώσουν περισσότερα «σκουπίδια», υποδεικνύοντας ότι η p62 είναι η κινητήρια δύναμη της διαδικασίας ανακύκλωσης.
“Τώρα που επιβεβαιώσαμε ότι η επιλεκτική αυτοφαγία είναι σημαντική για τη μακροζωία, μπορούμε να προχωρήσουμε στο επόμενο βήμα μας: να εντοπίσουμε ποια κυτταρικά σκουπίδια απομακρύνει. Με αυτή τη γνώση ελπίζουμε να στοχεύσουμε συγκεκριμένα κυτταρικά συστατικά που μειώνουν τη διάρκεια ζωής”, είπε η Caroline Kumsta, επίκουρη καθηγήτρια.
Πολλές ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία, συμπεριλαμβανομένης της νόσου Αλτσχάριμερ και της νόσου Χάντινγκτον προκαλούνται από συσσώρευση τοξικών πρωτεϊνών. Οι Hansen και Kumsta έδειξαν προηγουμένως ότι τα αυξημένα επίπεδα p62 ήταν σε θέση να βελτιώσουν τη διάρκεια ζωής σε ένα μοντέλο της νόσου Χάντινγκτον στα C. elegans.
Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι η μελέτη της επιλεκτικής αυτοφαγίας μέσω πρωτεϊνών όπως η p62 θα μπορούσε να οδηγήσει σε θεραπείες που καθαρίζουν τις πρωτεΐνες που είναι επιζήμιες για να ζήσουν μια μακρά, υγιή ζωή.
Η εξεύρεση πιθανών θεραπευτικών οδών για τις ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία είναι όλο και πιο σημαντική καθώς ο πληθυσμός γηράσκει. Στις ΗΠΑ, σε περίπου μια δεκαετία, το 20% των Αμερικανών -71 εκατομμύρια άνθρωποι- θα είναι 65 ετών και άνω και με υψηλότερο κίνδυνο χρόνιων ασθενειών.
Ενώ οι επιστήμονες βλέπουν μεγάλο δυναμικό στα ευρήματά τους εφιστούν την προσοχή στις άμεσες μεταφράσεις στον άνθρωπο. Υψηλά επίπεδα της p62 έχει αποδειχθεί ότι σχετίζονται με καρκίνο στους ανθρώπους.
“Δεδομένης της γνωστής σχέσης μεταξύ της p62 και του καρκίνου, είναι σημαντικό να χαρτογραφηθεί η επιλεκτική διαδικασία της αυτοφαγίας από την αρχή μέχρι το τέλος”, είπε η Hansen. “Οπλισμένοι με αυτές τις πληροφορίες, μπορεί να είμαστε σε θέση να ενισχύσουμε τις ευεργετικές λειτουργίες της p62 στην επιλεκτική αυτοφαγία και να βρούμε φάρμακα που προάγουν την υγιή γήρανση”.
