Search

Da li je ključ večne mladosti u našem epigenomu?

Medically approved

U muzejima Berlina (Gemäldegalerie) možete videti sliku iz 1546. godine, koju je naslikao Luka Kranah Stariji. Na ulju na platnu, veličine 180,1 x 120,6 cm, prikazana je fontana mladosti. Stariji ljudi ulaze sa jedne strane fontane, a izlaze kao mladi na njenoj drugoj strani. Možda više nego ijedna druga slika, ona pokazuje težnju ljudi da ostanu zauvek mladi. To još uvek nije moguće. Starenje je endogeni proces koji je svojstven svakoj biljnoj i životinjskoj vrsti, pa tako i nama ljudima.

Međutim, za razliku od ostalih, ljudska vrsta je jedina koja može da utiče na dužinu svog života. I to uveliko radi. Primer za to je očekivana dužina života na rođenju koja je u Srbiji, pedesetih godina prošlog veka, iznosila 53,04 godine, dok je 2018. godine iznosila 73,22 godine za muškarce i 78,08 za žene. To praktično znači da je za manje od 70 godina broj godina života povećan za preko 20, odnosno da toliko godina živimo duže [1]. To je još uvek manje od 122 godine, koliko je živela, do sada, najdugovečnija osoba na svetu. Ali i dalje ostaje pitanje zbog čega uopšte starimo, koji procesi dovode do njega i šta na koji način možemo da te procese usporimo ili možda zaustavimo? Naučnici su identifikovali čak devet različitih procesa koji se odigravaju u našem telu i za koje smatraju da su odgovorni za proces starenja [2]. Ipak, smatra se da je nestabilnost genoma, odnosno akumulacija promena u DNK (nasledni materijal koji čini gene i koji je raspoređen u hromozima u svakoj našoj ćeliji) glavni razlog starenja. To se prvenstveno odnosi  na genske mutacije, koje vremenom sprečavaju sve više gena da pravilno funkcionišu i  što dovodi do toga da ćelije izgube svoj identitet, tkiva i organi funkcionišu sve slabije, pojavljuju se razne bolesti i, na kraju, smrt. Ono što je zanimljivo jeste činjenica da su naučnici otkrili da određene ćelije i kod ljudi i kod nekih životinja koje pokazuju da imaju puno mutacija ne pokazuju znake starenja. Pored toga, primećeno je i da neke ćelije koje bi trebalo da budu stare imaju malo ili nimalo mutacija. To znači da na sam proces pojave mutacija u našem naslednom materijalu (DNK) utiču i neki drugi procesi. Otkriveno je da se radi o epigenetskim promenama.

Šta je to epigenom? Ovaj izraz se odnosi na sve hemijske strukture koje utiču na ekspresiju naših gena. Takvi su, recimo, histoni, koji kada su spojeni onemogućavaju gene da se aktiviraju, a kada se razdvoje dozvole genima da kodiraju proizvodnju nekog proteina koji nam je potreban kako bismo normalno funkcionisali. Na taj način epigenom utiče na to kako će naši geni funkcionisati. Oni, praktično, deluju kao prekidač za aktivnost gena, i tako epigenetski molekuli pomažu i u definisanju tipa i funkcije ćelije. Naime, svaka ćelija u organizmu ima istu DNK, te je uključenje-isključivanje određenih gena to koje će napraviti razliku između nervne i mišićne ćelije, ćelije pluća ili bilo koje druge od preko 200 vrsta koje imamo u našem organizmu. Epigenom predstavlja nešto kao operativni sistem našeg organizma koji organizmu govori kako da koristi naš genetski materijal u svakoj od ćelija.

U istraživanju koje je plod desetogodišnjeg rada jedne od najprestižnijih laboratorija koje se bave starenjem u svetu, na Univerzitetu Harvard, ističe se da problem kod epigenetske regulacije koja nastaje tokom godina zapravo dovodi do starenja. Šta su oni uradili? U eksperimentima koji su vršeni na laboratorijskim miševima, oni su koristili posebno razvijen metod kojim su uticali na epigenom na način da su njime ubrzali prosec starenja kod miša. Isključivo se delovalo na nivou epigenoma i ćelije su postale znatno starije nego kod miševa iste starosti koji nisu bili izloženi istom procesu. To je dokazalo da isključivo promene u epigenomu dovode do starenja ćelija. Potom su istraživači probali da sada stare miševe ponovo učine mladim. Kao kada bi neko resetovao operativni sistem. Da bi to uradili oni su koristili gensku terapiju kojom su aktivirali tri gena – Oct4, Sox2 i Klf4 koji su zajedno poznati pod imenom OSK, a koji su inače aktivni u matičnim ćelijama. Ova intervencija je dovela do toga da se epigenom ćelija vratio u ono stanje kada su bile mlade. I ta promena se pokazala stalnom. Ćelije su konačno podmlađene. Na koji način se to dogodilo, naučnici još uvek nemaju odgovor. Sada važeća teorija kaže da verovatno postoji backup epigenetskih informacija u ćeliji koje postaju aktivne aktivacijom ova tri gena. Zanimljivo je da su se ćelije podmladile samo za dve trećine svoje starosti, a nisu se vratile u svoje provbitno, pluripotentno stanje, što je svakako pozitivna stvar. Ali zašto je tako, naučnici nemaju odgovor.

Postoje, naravno, i drugi načini kako mi možemo da manipulišemo epigenomom, od zdravog načina života, pa do nekih lekova i hemikalija koji izazivaju blagi stres ćelije.

Šta ovo zapravo znači za dalji razvoj medicine? Pre svega, primena ove metode, kada jednom bude usavršena i bude moguće da se izvede bezbedno na ljudima, moći će da se koristi pre svega za lečenje određenih bolesti. Zamislite kada bi imali osobu obolelu od Alchajmerove bolesti i kada bismo nervne ćelije koje su obolele mogli da učinimo mlađim i funkconalnijim. Ili da isto uradimo sa ćelijama pankreasa koje više ne mogu da proizvode insulin, zbog čega imamo dijabetes. Praktično, na ovaj način mogli bismo da izlečimo skoro svaku bolest. Najsmelije bi bile predviđanje da ćemo, za puno godina, ovakvom intervencijom mogli da utičemo na to da možemo da se podmladimo za dve trećine naših života.

Da li ćemo do toga na kraju doći, teško je predvideti. Ovakva istraživanja ukazuju na to da će to jednom biti moguće. I da će se na taj način ostvariti ono što je Luka Kranah Stariji naslikao još 1546. godine. A da li ćemo to zaista i želiti, ostaće svakome od nas da odaberemo.

[1] https://publikacije.stat.gov.rs/G2022/Pdf/G202214019.pdf

[2] Armstrong, S., 2019. Borrowed Time: The Science of How and Why We Age. Bloomsbury Publishing.

[3] Yang JH, Hayano M, Griffin PT, Amorim JA, Bonkowski MS, Apostolides JK, Salfati EL, Blanchette M, Munding EM, Bhakta M, Chew YC, Guo W, Yang X, Maybury-Lewis S, Tian X, Ross JM, Coppotelli G, Meer MV, Rogers-Hammond R, Vera DL, Lu YR, Pippin JW, Creswell ML, Dou Z, Xu C, Mitchell SJ, Das A, O’Connell BL, Thakur S, Kane AE, Su Q, Mohri Y, Nishimura EK, Schaevitz L, Garg N, Balta AM, Rego MA, Gregory-Ksander M, Jakobs TC, Zhong L, Wakimoto H, El Andari J, Grimm D, Mostoslavsky R, Wagers AJ, Tsubota K, Bonasera SJ, Palmeira CM, Seidman JG, Seidman CE, Wolf NS, Kreiling JA, Sedivy JM, Murphy GF, Green RE, Garcia BA, Berger SL, Oberdoerffer P, Shankland SJ, Gladyshev VN, Ksander BR, Pfenning AR, Rajman LA, Sinclair DA. Loss of epigenetic information as a cause of mammalian aging. Cell. 2023 Jan 19;186(2):305-326.e27. doi: 10.1016/j.cell.2022.12.027. Epub 2023 Jan 12. PMID: 36638792.