Επιστήμονες του UCLA ανακάλυψαν ότι οι γερασμένοι μυϊκοί βλαστοκύτταρα συσσωρεύουν μια πρωτεΐνη που τα κάνει πιο ανθεκτικά, αλλά ταυτόχρονα μειώνει δραστικά την ικανότητά τους να επιδιορθώνουν τους μυς. Το εύρημα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science, ανατρέπει την παραδοσιακή αντίληψη για τη γήρανση των ιστών.
Η πρωτεΐνη-φρένο
Σε πειράματα με ποντίκια, οι ερευνητές συνέκριναν μυϊκά βλαστοκύτταρα από νεαρά και ηλικιωμένα ζώα. Διαπίστωσαν ότι η πρωτεΐνη NDRG1 εμφανίζεται σε συγκεντρώσεις 3,5 φορές υψηλότερες στα γηρασμένα κύτταρα. Η NDRG1 λειτουργεί σαν φρένο μέσα στο κύτταρο: καταστέλλει ένα μονοπάτι σηματοδότησης που ονομάζεται mTOR, το οποίο φυσιολογικά ενεργοποιεί την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων.
Όταν οι ερευνητές μπλόκαραν τη δράση της NDRG1 σε ποντίκια ηλικίας αντίστοιχης των 75 ανθρώπινων ετών, τα γερασμένα μυϊκά βλαστοκύτταρα επανέκτησαν τη νεανική τους συμπεριφορά. Έγιναν πιο δραστήρια και βελτίωσαν την επιδιόρθωση των μυών μετά από τραυματισμό.
Το τίμημα της ταχύτητας
Η βελτίωση, ωστόσο, είχε ένα σημαντικό κόστος. Χωρίς τα προστατευτικά αποτελέσματα της NDRG1, λιγότερα βλαστοκύτταρα παρέμειναν ζωντανά με την πάροδο του χρόνου. Ως αποτέλεσμα, οι ιστοί έχασαν την ικανότητά τους να αναγεννώνται μετά από επαναλαμβανόμενους τραυματισμούς.
Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Δρ. Τόμας Ράντο, διευθυντής του Κέντρου Αναγεννητικής Ιατρικής και Βλαστοκυττάρων UCLA, παρομοιάζει το φαινόμενο με δρομέα: «Σκεφτείτε το σαν έναν μαραθωνοδρόμο σε σύγκριση με έναν σπρίντερ. Τα βλαστοκύτταρα των νεαρών ζώων είναι υπερλειτουργικά — πολύ καλά σε αυτό που κάνουν, δηλαδή στο σπριντ, αλλά δεν είναι καλά για μακροπρόθεσμα. Αντίθετα, τα γερασμένα βλαστοκύτταρα μοιάζουν με μαραθωνοδρόμους — αργοπορούν να ανταποκριθούν, αλλά είναι καλύτερα εξοπλισμένα για τη μεγάλη διαδρομή».
Η θεωρία της κυτταρικής επιβίωσης
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η αύξηση της NDRG1 μπορεί να οφείλεται σε αυτό που περιγράφουν ως «προκατάληψη κυτταρικής επιβίωσης». Τα βλαστοκύτταρα με ανεπαρκή NDRG1 εξαφανίζονται σταδιακά με την πάροδο του χρόνου, αφήνοντας πίσω έναν πληθυσμό που επιβιώνει καλύτερα αλλά λειτουργεί πιο αργά.
«Ορισμένες αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία και μοιάζουν επιζήμιες — όπως η βραδύτερη επούλωση των ιστών — μπορεί στην πραγματικότητα να είναι αναγκαίοι συμβιβασμοί που αποτρέπουν κάτι χειρότερο: την πλήρη εξάντληση της δεξαμενής των βλαστοκυττάρων», εξηγεί ο Ράντο.
Η ομάδα του UCLA επιβεβαίωσε τα αποτελέσματα με πολλαπλές μεθόδους, εξετάζοντας μυϊκά βλαστοκύτταρα τόσο σε εργαστηριακές καλλιέργειες όσο και σε ζωντανούς ιστούς. Το μοτίβο παρέμεινε σταθερό: υψηλότερα επίπεδα NDRG1 μείωναν την ικανότητα ταχείας ενεργοποίησης και επιδιόρθωσης, ενώ ταυτόχρονα αύξαναν την ανθεκτικότητα και τη μακροπρόθεσμη επιβίωση.
Παραλληλισμοί με τη φύση
Οι επιστήμονες συγκρίνουν το φαινόμενο με γνωστούς συμβιβασμούς που παρατηρούνται σε όλο το ζωικό βασίλειο. Σε δύσκολες συνθήκες, όπως ξηρασία, λιμός ή υπερβολικό ψύχος, τα ζώα συχνά μετατοπίζουν τους πόρους τους προς μηχανισμούς επιβίωσης, όπως η χειμερία νάρκη, αντί για αναπαραγωγή. Τα μυϊκά βλαστοκύτταρα φαίνεται να κάνουν κάτι παρόμοιο καθώς γερνούν: κατευθύνουν τους πόρους μακριά από τον αναπαραγωγικό τους ρόλο (τη δημιουργία νέων κυττάρων) και προς την επιβίωση.
«Τα είδη επιβιώνουν επειδή αναπαράγονται, αλλά σε περιόδους στέρησης, τα ζώα ενεργοποιούν τα δικά τους προγράμματα ανθεκτικότητας», σημειώνει ο Ράντο. «Υπάρχουν πολλά παραδείγματα στη φύση κατανομής πόρων προς την επιβίωση υπό συνθήκες στρες. Είναι ακριβώς αυτό που βλέπουμε σε κυτταρικό επίπεδο».
Προοπτικές για θεραπείες γήρανσης
Τα ευρήματα θα μπορούσαν να καθοδηγήσουν μελλοντικές προσπάθειες ανάπτυξης θεραπειών που βελτιώνουν την επιδιόρθωση των ιστών χωρίς να θυσιάζουν την επιβίωση των βλαστοκυττάρων. Ο Ράντο, ωστόσο, προειδοποιεί ότι η ενίσχυση μιας πτυχής της λειτουργίας των βλαστοκυττάρων μπορεί να έχει απρόβλεπτες συνέπειες.
Η ανακάλυψη αυτή ρίχνει νέο φως στο γιατί οι μύες των ηλικιωμένων επουλώνονται πιο αργά, ανοίγοντας παράλληλα ένα παράθυρο για πιθανές παρεμβάσεις που θα μπορούσαν να επαναφέρουν τη νεανική λειτουργία των ιστών χωρίς να διακυβεύεται η μακροπρόθεσμη υγεία τους.