Ερευνητές του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ITE) αποκαλύπτουν ένα νέο μηχανισμό που ρυθμίζει τη διαδικασία της πρωτεϊνοσύνθεσης και τη γήρανση μέσα από πρόσφατη έρευνα τους.
Τα αποτελέσματα της έρευνας που πραγματοποιήθηκε στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας, που έχει έδρα το Ηράκλειο της Κρήτης, δημοσιεύονται στο έγκριτο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Cell Reports, και όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, αποκαλύπτει ένα νέο μηχανισμό ελέγχου της κυτταρικής διαδικασίας σύνθεσης των πρωτεϊνών (πρωτεϊνοσύνθεση) και της γήρανσης.
Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι η πρωτεϊνοσύνθεση είναι στενά συνδεδεμένη με το ρυθμό με τον οποίο το κύτταρο γερνά. Η πρωτεϊνοσύνθεση είναι μια εξαιρετικά ενεργοβόρα διεργασία, η οποία καταναλώνει περίπου το 50% της ενέργειας που παράγεται από το κύτταρο. Ελάττωση της πρωτεϊνοσύνθεσης θα εξοικονομούσε πολύτιμη ενέργεια που θα ήταν πλέον διαθέσιμη για άλλες κυτταρικές διαδικασίες, όπως η επιδιόρθωση βλαβών, αυξάνοντας έτσι την επιβίωση.
Παρά το σημαντικό της ρόλο στη γήρανση, η ρύθμιση της πρωτεϊνοσύνθεσης δεν έχει μέχρι σήμερα διερευνηθεί επαρκώς. Τα ευρήματα αυτής της μελέτης είναι καθοριστικής σημασίας για την έρευνα και την κατανόηση της γήρανσης στον άνθρωπο και αναμένεται να αξιοποιηθούν για την αντιμετώπιση σοβαρών ασθενειών όπως διάφορες μορφές καρκίνου (λέμφωμα, αδενοκαρκίνωμα, καρκίνος του μαστού, λάρυγγα, προστάτη) και νευροεκφυλιστικές παθήσεις (νόσος του Parkinson, νόσος του Alzheimer, νευρομυϊκές ανωμαλίες και πολλές άλλες) με στοχευμένες και εξατομικευμένες θεραπευτικές παρεμβάσεις.
Οι ερευνητές επισημαίνουν πως, η γήρανση και οι συνοδές της παθολογικές καταστάσεις επηρεάζουν δραματικά την ποιότητα ζωής του ανθρώπου στις σύγχρονες κοινωνίες. Παρόλο που η γήρανση είναι ένα από τα πιο θεμελιώδη βιολογικά φαινόμενα, το οποίο βιώνουν όλοι οι έμβιοι οργανισμοί, είναι ταυτόχρονα και ένα από τα λιγότερο κατανοητά. Ποιοι δηλαδή, μηχανισμοί, είναι υπεύθυνοι για τη γήρανση των κυττάρων και κατ΄ επέκταση ολόκληρου του οργανισμού.
Η γήρανση είναι ένα φαινόμενο το οποίο αφορά όλο τον ανθρώπινο πληθυσμό, οπότε το να μπορέσουν οι ερευνητές του ΙΤΕ να κατανοήσουν τη διαδικασία της γήρανσης του φαινομένου αυτού, είναι πολύ σημαντικό, όπως ανέφερε στο ΑΠΕ ΜΠΕ ο δρ. Νεκτάριος Ταβερναράκης πρόεδρος του ΙΤΕ και διευθυντής Ερευνών ΙΜΒΒ, καθηγητής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστήμιου Κρήτης. «Για να μπορέσουμε τελικά να καταφέρουμε να έχουμε καλύτερη ποιότητα ζωής σε μεγάλες ηλικίες, είναι σημαντική αυτή η κατανόηση και μελετώντας το φαινόμενο αυτό να μπορέσουμε να επέμβουμε, έτσι ώστε, η γήρανση να είναι απαλλαγμένη από παθολογικές καταστάσεις και να έχουμε καλύτερη ποιότητα ζωής», σημειώνει ο κ. Ταβερναράκης.
Ειδικά σήμερα πια που το προσδόκιμο ζωής του πληθυσμού έχει αυξηθεί, ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση και που παλαιότερα ήταν άγνωστες λέξεις, όπως το Αλτσχάιμερ, και σήμερα πλέον έχουνε μπει στην καθημερινότητα και είναι πάρα πολύ συχνές, αποτελούν πεδία δράσης των αποτελεσμάτων της Έρευνας, σύμφωνα με τον καθηγητή. «Ασθένειες επίσης όπως ο καρκίνος, ο διαβήτης τύπου 2, το πάρκινσον, η σκλήρυνση κατά πλάκας, όλες αυτές οι ασθένειες αφορούν μία μεγάλη κατηγορία που σχετίζονται και με τη γήρανση. Οπότε αν κατανοήσουμε το φαινόμενο της γήρανσης μπορούμε να το αποσυνδέσουμε από αυτές τις παθολογικές καταστάσεις με επεμβάσεις και εφαρμογές, που αφορούν το μηχανισμό της γήρανσης τον οποίο αποκαλύπτουμε. Και έτσι να έχουμε καλύτερη ποιότητα ζωής σε μεγάλες ηλικίες».
Ο κ. Ταβερναράκης, ερωτηθείς πόσο σύντομα τα αποτελέσματα της έρευνας μπορούν να βρουν πεδίο εφαρμογών στις ασθένειες που ανέφερε, απάντησε: «Το πόσο σύντομα θα οδηγηθούμε σε εφαρμογές εξαρτάται καταρχήν στο πώς θα μεταφραστούν τα αποτελέσματα αυτά στον άνθρωπο. Θα πρέπει να γίνουν κλινικές δοκιμές από φαρμακευτικές εταιρείες, οι οποίες παράγουν τις φαρμακευτικές ουσίες με βάση την έρευνα που έχει γίνει και θεωρείται ότι είναι δραστικές και μπορούν να επέμβουν. Όσο πιο γρήγορα γίνουν αυτές οι κλινικές μελέτες που πλέον δεν είναι θέμα του ερευνητή αλλά του κλινικού γιατρού και των φαρμακευτικών εταιρειών, τόσο πιο γρήγορα θα προχωρήσει αυτή η διαδικασία».
Χρησιμοποιώντας ως πειραματικό σύστημα το νηματώδη Caenorhabditis elegans, ο ερευνητής του ΙΜΒΒ δρ. Matthias Rieckher, (τώρα Ερευνητής στο Cluster of Excellence for Aging Research της Κολωνίας – CECAD) με τους συνεργάτες δρ. Μαρία Μαρκάκη (Κύρια Ειδική Λειτουργική Επιστήμονας, ΙΜΒΒ), Andrea Princz (ΙΜΒΒ) και δρ. Bjorn Schumacher (καθηγητής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστήμιου της Κολωνίας και του CECAD), με επικεφαλής τον δρ. Νεκτάριο Ταβερναράκη (καθηγητή της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κρήτης καιπΠρόεδρο του ΙΤΕ) αποκάλυψαν ένα νέο μηχανισμό ελέγχου της πρωτεϊνοσύνθεσης κατά τη γήρανση.
Οι ερευνητές εστίασαν τη μελέτη τους σε μικροσκοπικές δομές του κυττάρου, γνωστές ως σωμάτια επεξεργασίας (Processing bodies, P-bodies) τα οποία αποθηκεύουν ή αποικοδομούν μόρια αγγελιαφόρου RNA (mRNA). Αυτές οι κυτταροπλασματικές δομές υπάρχουν σε όλα τα κύτταρα και οι λειτουργίες τους φαίνεται να είναι εξελικτικά συντηρημένες σε διάφορους οργανισμούς συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου.
Τα νέα ευρήματα έδειξαν ότι τα σωμάτια P συσσωρεύονται προοδευτικά στο σώμα του νηματώδη κατά τη γήρανση.
Ο παράγοντας έναρξης της μετάφρασης eIF4E, ο οποίος έχει ρόλο κλειδί στη μετάφραση των ευκαρυωτικών mRNA, παγιδεύεται στα σωμάτια P κατά τη γήρανση και σε συνθήκες στρες. Επεμβαίνοντας κατασταλτικά σε παράγοντες των σωματίων P, οι ερευνητές του ΙΜΒΒ κατόρθωσαν να επιμηκύνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής του νηματώδη και να αυξήσουν την αντοχή του στο στρες. Τα ευεργετικά αυτά αποτελέσματα είναι στενά συνδεμένα με την παγίδευση του eIF4E στα σωμάτια P και την επακόλουθη μείωση της πρωτεϊνοσύνθεσης.
Αξιοσημείωτο όπως σημειώνουν, είναι το γεγονός, ότι ο παράγοντας eIF4E εμφανίζεται αυξημένος σε σοβαρές παθολογικές καταστάσεις (διάφορες μορφές καρκίνου, μεταξύ άλλων). Ο νέος μοριακός μηχανισμός που ανέδειξαν οι ερευνητές του ΙΜΒΒ συμβάλλει στη διατήρηση της ομοιόστασης του κυττάρου και κατ’ επέκταση ολόκληρου του οργανισμού, κρατώντας έτσι τα ηλικιωμένα ζώα υγιή. Επειδή οι ρυθμιστικοί παράγοντες για το μηχανισμό ελέγχου της πρωτεϊνοσύνθεσης είναι εξαιρετικά όμοιοι ανάμεσα στο νηματώδη και στον άνθρωπο, είναι αναμενόμενο ότι θα υφίσταται η ίδια σχέση με τη γήρανση στους δύο οργανισμούς.
