Ο David Sinclair, καθηγητής γενετικής στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ και συνδιευθυντής του Κέντρου Βιολογίας της Γήρανσης “Paul F. Glenn”, χρησιμοποιώντας πρωτεΐνες που μπορούν να μετατρέψουν ένα ενήλικο κύτταρο σε βλαστοκύτταρο, κατάφερε να ξανανιώσει γερασμένα κύτταρα. Ο αυστραλομερικανός ερευνητής έχει περάσει τα τελευταία 20 χρόνια διερευνώντας τρόπους να αντιστρέψει την φθορά του χρόνου. Στην πρώτη του επιστημονική δημοσίευση στα τέλη του 2020 περιέγραψε το πώς ηλικιωμένα ποντίκια με κακή όραση και κατεστραμμένο αμφιβληστροειδή απέκτησαν ξαφνικά άριστη όραση, καλύτερη και από των απογόνων τους. Μάλιστα η επαναφορά της όρασης ήταν μόνιμη και ο ίδιος πιστεύει πως θα μπορούσε να εφαρμόσει τη μέθοδό του καθολικά σε ολόκληρο το σώμα και να το επαναφέρει στη νιότη του.

«Συνηθίζουμε να αντιμετωπίζουμε την ασθένεια και όχι την υποκείμενη αιτία, η οποία για τις περισσότερες ασθένειες είναι η ίδια η γήρανση. Γνωρίζουμε ότι αν αντιστρέψουμε την ηλικία ενός οργάνου όπως π.χ. του εγκεφάλου σε ένα ποντίκι, οι ασθένειες της γήρανσης υποχωρούν, η μνήμη επανέρχεται, δεν υπάρχει πλέον άνοια. Πιστεύω ότι στο μέλλον, η καθυστέρηση και η αναστροφή της γήρανσης θα είναι ο καλύτερος τρόπος για τη θεραπεία των ασθενειών που μαστίζουν τους περισσότερους από εμάς», δήλωσε ο ίδιος πρόσφατα στο CNN.

The sinclair Lab

Επαναπρογραμματισμός των κυττάρων

Πριν λίγα χρόνια ο Ιάπωνας ερευνητής Dr. Shinya Yamanaka κατάφερε να επαναπρογραμματίσει τα κύτταρα ανθρώπινου δέρματος ενηλίκου ώστε να συμπεριφέρονται σαν εμβρυϊκά ή πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, ικανά να αναπτυχθούν σε οποιοδήποτε κύτταρο στο σώμα. Αυτή του η ανακάλυψη του χάρισε το 2007 το βραβείο Νόμπελ, καθιερώνοντας τα «προκαλούμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα» ως “παράγοντες Yamanaka”.

Έκτοτε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο ασχολήθηκαν με τη γήρανση. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2016 από ερευνητές στο Salk Institute for Biological Studies στη La Jolla της Καλιφόρνια, έδειξε ότι τα σημάδια γήρανσης εξαλείφονται σε γενετικά γερασμένα ποντίκια, τα οποία εκτέθηκαν για μικρό χρονικό διάστημα σε τέσσερις κύριους παράγοντες Yamanaka, χωρίς να χάσουν την ταυτότητά τους. Ωστόσο, υπήρχε ένα μειονέκτημα σε όλη αυτή την έρευνα, καθώς κάποια από τα αλλαγμένα ποντίκια ανέπτυξαν καρκινικούς όγκους.

Αναζητώντας μια ασφαλέστερη εναλλακτική λύση, γενετιστές του εργαστηρίου του Sinclair επέλεξαν τρεις παράγοντες Yamanaka και τους πρόσθεσαν γενετικά σε έναν αβλαβή ιό. Ο ιός σχεδιάστηκε για να παρέχει τους αναζωογονητικούς παράγοντες Yamanaka σε κατεστραμμένα γαγγλιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς του ματιού ενός ηλικιωμένου ποντικού. Μετά την ένεση του ιού στο μάτι, τα πολυδύναμα γονίδια ενεργοποιήθηκαν χορηγώντας στο ποντίκι ένα αντιβιοτικό.

Το αντιβιοτικό ήταν απλώς ένα εργαλείο. Θα μπορούσε να είναι οποιαδήποτε χημική ουσία που θα διαβεβαίωνε τους επιστήμονες ότι τα τρία γονίδια ενεργοποιήθηκαν. Κανονικά τα γονίδια είναι ενεργοποιημένα μόνο σε νεαρά αναπτυσσόμενα έμβρυα και σταδιακά απενεργοποιούνται καθώς γερνάμε. Παραδόξως, οι κατεστραμμένοι νευρώνες στα μάτια των ποντικών στους οποίους χορηγήθηκε ένεση με τα τρία κύτταρα αναζωογονήθηκαν. Με αφετηρία αυτή την αρχική μελέτη, ο Sinclair ισχυρίζεται ότι το εργαστήριό του έχει αντιστρέψει τη γήρανση στους μυς και στους εγκεφάλους των ποντικών και τώρα εργάζεται για την αναζωογόνηση ολόκληρου του σώματος ενός ποντικιού.

Πέρυσι Ιάπωνες ερευνητές από το πανεπιστήμιο Juntendo στο Τόκιο τάραξαν τα νερά της επιστήμης δημοσιεύοντας στο επιστημονικό περιοδικό Nature Aging ότι ανέπτυξαν ένα εμβόλιο που απομακρύνει μια ομάδα κυττάρων που αποκαλούνται «ζόμπι». Τα «ζόμπι» συσσωρεύονται με την ηλικία και καταστρέφουν τα γειτονικά τους κύτταρα, προκαλώντας ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία όπως η αρτηριακή σκλήρυνση. Τα κύτταρα ζόμπι, που επιστημονικά αναφέρονται σε γερασμένα κύτταρα είναι εκείνα που έχουν σταματήσει να πολλαπλασιάζονται με την πάροδο του χρόνου, αλλά δεν πεθαίνουν. Καθώς ο χρόνος προχωρά αυτά τα κύτταρα, απελευθερώνοντας χημικές ουσίες που προκαλούν φλεγμονή και βλάβες στα γειτονικά τους κύτταρα.

Η επιστήμη ξέρει ήδη πώς να επιβραδύνει την ανθρώπινη γήρανση;

Την απάντηση δίνουν ερευνητές από αρκετά πανεπιστήμια του κόσμου και με πολλούς τρόπους, ανάμεσά τους και ελληνικά, οι οποίοι προτείνουν θεραπευτικές προσεγγίσεις που σταματούν ή αναστρέφουν τη διαδικασία γήρανσης.

Για παράδειγμα, ερευνητές του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας Έρευνας, σε δημοσίευσή τους στο Science Advances αναδεικνύουν τις βλάβες στο DNA ως μια από τις κύριες αιτίες της γήρανσης. «Οι βλάβες του DNA σε κύτταρα του παγκρέατος αλλά και άλλων οργάνων προκαλούν τη συσσώρευση μικρών τμημάτων DNA στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων. Τα κύτταρα αντιλαμβάνονται αυτά τα μικρά τμήματα DNA ως πιθανή μόλυνση από κάποιο ιό  και προκαλούν την ενεργοποίηση μιας ισχυρής φλεγμονώδους απόκρισης που μοιάζει με ιογενή λοίμωξη. Η απόκριση αυτή στρέφει το ανοσοποιητικό σύστημα εναντίον ιστών και οργάνων προκαλώντας σοβαρές ιστικές βλάβες και χρόνια φλεγμονή», εξηγεί. ο καθηγητής Γενετικής και Γονιδιωματικής του τμήματος Βιολογίας του Πανεπιστήμιου Κρήτης και Διευθυντής Ερευνών του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του ΙΤΕ, κ. Γιώργος Γαρίνης, ο οποίος μελετά τις γενετικές βλάβες στη διαδικασία γήρανσης και στους μηχανισμούς μακροβιότητας στον άνθρωπο.

ΙΤΕ/C.Tsoumplekas

Η ομάδα του Καθηγητή Γιώργου Γαρίνη προτείνει μια νέα θεραπευτική προσέγγιση που βασίζεται στη στόχευση παγκρεατικών κυττάρων με ειδικά κυστίδια που περιέχουν νουκλεάσες (ένζυμα) ικανές να απομακρύνουν τα μικρά μόρια DNA που προκαλούν φλεγμονή. Η χορήγηση αυτών των κυστιδίων σε ζώα είχε ως αποτέλεσμα τη γρήγορη απομάκρυνση των μορίων DNA από το κυτταρόπλασμα των κυττάρων και την αισθητή μείωση της φλεγμονώδους απόκρισης στα κύτταρα, καταδεικνύοντας τον τρόπο με τον οποίο οι γενετικές βλάβες οδηγούν στη χρόνια φλεγμονή και προτείνοντας ταυτόχρονα ένα νέο θεραπευτικό σχήμα για την καταπολέμησή της, καθώς αυτή αυξάνεται προοδευτικά με την πάροδο του χρόνου.

Το «life history» καθορίζει τη διάρκεια ζωής μας

O Sinclair ορίζει τη γήρανση ως απώλεια των πληροφοριών που διατηρούν τα κύτταρά μας υγιή και που τους υποδεικνύουν ποια γονίδια να «διαβάσουν» σε όλη μας τη ζωή. Κατά τη γήρανση τα κύτταρα χάνουν την ικανότητά τους να «διαβάζουν» τα σωστά γονίδια τη σωστή στιγμή, γεγονός που οδηγεί σε απώλεια της ταυτότητάς τους και σε αδυναμία των ιστών.

Κατά τον καθηγητή της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κρήτης και πρόεδρο του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), Νεκτάριο Ταβερναράκη, η γήρανση προκαλείται από συσσώρευση βλαβών στα κύτταρά μας και στα μόρια που τα αποτελούν και εξελίσσεται με διαφορετικό και μοναδικό τρόπο στον καθένα από εμάς. Οι διαφορές στο ρυθμό συσσώρευσης βλαβών προκύπτουν εξ αιτίας του διαφορετικού τρόπου ζωής, της διαφορετικής διατροφής, της έκθεσης σε διαφορετικά περιβάλλοντα, και βέβαια του διαφορετικού γενετικού υλικού. Το «life history» μας, δηλαδή το ιστορικό της επίδρασης όλων των επιβαρυντικών παραγόντων στον οργανισμό μας με το πέρασμα του χρόνου είναι εκείνο που καθορίζει τη διάρκεια ζωής μας.

ΙΤΕ/C.Tsoumplekas

Η έρευνα στο εργαστήριο του Καθηγητή Ταβερναράκη έχει συμβάλλει σημαντικά στην κατανόηση των μηχανισμών του νεκρωτικού κυτταρικού θανάτου, του νευροεκφυλισμού, της μνήμης και μάθησης, καθώς και της γήρανσης. Σύμφωνα με πρόσφατη δημοσίευση της ερευνητικής ομάδας του Καθηγητή στο περιοδικό Nature Communications, η διαδικασία δημιουργίας νέων μιτοχονδρίων διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στη ρύθμιση της γήρανσης και καθορίζει, σε μεγάλο βαθμό, την ανθεκτικότητα των οργανισμών στο στρες.

«Η μελέτη αυτή αποκάλυψε ότι η μείωση του αριθμού των μιτοχονδρίων (εργοστάσια παραγωγής ενέργειας των κυττάρων) σε συγκεκριμένους ιστούς αυξάνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής στο πειραματικό σύστημα του νηματώδη σκώληκα Caenorhabditis elegans, μέσω επαναπρογραμματισμού του κυτταρικού μεταβολισμού. Η νέα αυτή ανακάλυψη μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη στοχευμένων παρεμβάσεων για τον επαναπροσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο οι οργανισμοί χρησιμοποιούν τη γλυκόζη, στη διάρκεια της ζωής τους. Τα αποτελέσματα της μελέτης μπορούν να αξιοποιηθούν για την αντιμετώπιση μεταβολικών νοσημάτων και παθολογικών καταστάσεων που συνοδεύουν τη γήρανση, με στόχο τη βελτίωση της ποιότητας ζωής στις μεγάλες ηλικίες», λέει ο ίδιος.

Κατά τον καθηγητή David Sinclair διαθέτουμε δύο βασικούς τύπους αποθηκευμένων στο σώμα πληροφοριών, έναν ψηφιακό και έναν αναλογικό. Οι ψηφιακές πληροφορίες είναι το γονιδίωμά μας, το οποίο παραδόξως διαρκεί πολύ περισσότερο από 80 χρόνια. Ωστόσο, το πρόβλημα είναι οι αναλογικές πληροφορίες, το επιγονιδίωμα, δηλαδή, οι δομές μέσα στο κύτταρο που επιτρέπουν την ανάγνωση ορισμένων γονιδίων και τη σίγαση κάποιων άλλων. Οι αναλογικές πληροφορίες είναι πολύ δύσκολο να διατηρηθούν και αυτό είναι το πρώτο που αποτυγχάνει και που κατά τη γνώμη του προκαλεί γήρανση. Προς το παρόν, δεν υπάρχει ακόμη απάντηση στο αν η γενετική παρέμβαση που ξανάνιωσε τα ποντίκια θα λειτουργήσει και στους ανθρώπους. Θα περάσουν χρόνια μέχρι να ολοκληρωθούν και να αξιολογηθούν οι δοκιμές σε ανθρώπους. Αν είναι ασφαλείς και επιτυχείς θα κλιμακωθούν στον γενικό πληθυσμό