Μια άγνωστη σχέση, η οποία αποκαλύπτεται για πρώτη φορά, ανάμεσα στη ρύθμιση του κυτταρικού μεταβολισμού και τον μηχανισμό γήρανσης, αποδεικνύει για πρώτη φορά πως συγκεκριμένες πρωτεΐνες των μιτοχονδρίων, όταν λειτουργούν φυσιολογικά, μειώνουν τον χρόνο ζωής, ενώ αντίθετα σε συνθήκες υψηλής πίεσης δημιουργούν μακροζωία!
Το γεγονός αυτό ανατρέπει πλήρως τις υπάρχουσες επιστημονικές αντιλήψεις διεθνώς για τον τρόπο, με τον οποίο η γήρανση επηρεάζεται από τα γονίδια και το περιβάλλον και καταδεικνύει την πολυπλοκότητα του βιολογικού μηχανισμού. Η σχέση αυτή αναδείχθηκε από την ερευνητική ομάδα του διευθυντή του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του ΙΤΕ, Νεκτάριου Ταβερναράκη, καθηγητή του Πανεπιστημίου Κρήτης, που μίλησε στην «Εφ.Συν».
• Κύριε Ταβερναράκη, υπάρχει μια «μαγεία» στο ερευνητικό πεδίο σας;
Παρόλο που η γήρανση είναι ένα από τα πιο θεμελιώδη βιολογικά φαινόμενα, το οποίο βιώνουν όλοι ανεξαιρέτως οι οργανισμοί, είναι ταυτόχρονα και ένα από τα λιγότερο κατανοητά.
Ποιοι μηχανισμοί είναι υπεύθυνοι για τη γήρανση των κυττάρων και κατ’ επέκταση ολόκληρου του οργανισμού; Πώς ελέγχονται; Είναι εφικτές οι παρεμβάσεις, με στόχο να ελεγχθούν η πορεία και οι συνέπειες της γήρανσης;
Τα ερωτήματα αυτά κάθε άλλο παρά νέα είναι. Μια από τις αρχαιότερες προσπάθειες του ανθρώπου ήταν να βρει το μυστικό της μακροζωίας, την πηγή της νιότης.
Ομως αιώνες αποτυχημένων προσπαθειών έχουν οδηγήσει στην παραδοχή ότι, πριν μιλήσουμε καν για «δημιουργικές παρεμβάσεις» στη διαδικασία της γήρανσης, θα πρέπει απαραίτητα να έχουμε πρώτα καταλάβει σε βάθος το φαινόμενο αυτό.
• Πού βρισκόμαστε επιστημονικά αυτή τη στιγμή;
Η σύγχρονη επιστημονική έρευνα για τη γήρανση έχει ως έναν από τους πρωταρχικούς στόχους της τη διερεύνηση των μηχανισμών που είναι υπεύθυνοι για τη γήρανση των κυττάρων.
Η αποκάλυψη των μηχανισμών αυτών είναι εκ των «ων ουκ άνευ» για την κατανόηση του φαινομένου της γήρανσης αρχικά και στη συνέχεια για την ανάπτυξη αποτελεσματικών και ασφαλών ιατροφαρμακευτικών μεθόδων, με στόχο τη βελτίωση της ποιότητας ζωής στις μεγάλες ηλικίες.
Πέρα από την ίδια τη γήρανση, οι συνοδές της παθολογικές καταστάσεις (νευροεκφυλιστικές ασθένειες, καρκίνος, καρδιοπάθειες κ.ά.) αποτελούν έναν από τους διαρκώς αυξανόμενους παράγοντες ανθρώπινης αναπηρίας στις σύγχρονες κοινωνίες.
Για παράδειγμα, οι εκφυλιστικές ασθένειες του νευρικού συστήματος, όπως η σκλήρυνση κατά πλάκας, οι ασθένειες Αλτσχάιμερ, Μπάτεν, Χάντινκγτον, Πάρκινσον και πολλές άλλες, είναι από τις πιο δραματικές παθολογικές καταστάσεις, οι οποίες έχουν συχνά μοιραία κατάληξη.
Κοινό χαρακτηριστικό όλων αυτών των νευροεκφυλιστικών ασθενειών είναι η προοδευτική, αλλά και η μαζική απώλεια κυττάρων του νευρικού συστήματος, τα οποία –όπως είναι γνωστό– σε αντίθεση με άλλα είδη κυττάρων, είναι δύσκολο έως αδύνατο να αναπληρωθούν.
• Πρακτικά, πού οδηγεί αυτό;
Η εκτεταμένη αυτή απώλεια οδηγεί σε θεαματική μείωση των σωματικών και νοητικών λειτουργιών του ατόμου και τελικά στον θάνατο.
Παρόμοια φαινόμενα καταστροφής των νευρικών κυττάρων με ανάλογες οδυνηρές συνέπειες παρατηρούνται επίσης σε περιπτώσεις εγκεφαλικών επεισοδίων, επιληψίας, καθώς και κατάχρησης τοξικών ή ναρκωτικών ουσιών.
Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις, τα νευρικά κύτταρα καταστρέφονται με μια διαδικασία που ονομάζεται νέκρωση ή νεκρωτικός κυτταρικός θάνατος.
Παρ’ όλο που αυτός ο τύπος κυτταρικού θανάτου εμπλέκεται σε σοβαρότατα προβλήματα υγείας που δεν περιορίζονται μονάχα στις νευροεκφυλιστικές ασθένειες, ελάχιστα στοιχεία είναι γνωστά σχετικά με τους βασικούς μοριακούς μηχανισμούς που είναι υπεύθυνοι γι’ αυτόν.
• Υπάρχει θεραπευτική αντιμετώπιση;
Η ελλιπής κατανόηση των κυτταρικών/μοριακών διαδικασιών που οδηγούν στη νέκρωση δεν έχει επιτρέψει μέχρι σήμερα την αποτελεσματική αντιμετώπιση καμιάς νευροεκφυλιστικής παθολογικής κατάστασης, παρά την αδιαμφισβήτητη σοβαρότητά τους.
Επομένως, η αποκάλυψη και η μελέτη των μηχανισμών του νεκρωτικού κυτταρικού θανάτου είναι καθοριστικής σημασίας για την ανάπτυξη μεθόδων πρόληψης και θεραπείας, τόσο των νευροεκφυλιστικών ασθενειών όσο και άλλων παθολογικών καταστάσεων που έχουν αποτέλεσμα την προοδευτική νέκρωση νευρικών κυττάρων.
Τα συμπεράσματα των σύγχρονων ερευνητικών προσπαθειών αναμένεται να οδηγήσουν την έρευνα για τη γήρανση προς την κατεύθυνση αυτή, μέσα από νέα μονοπάτια.
• Η δική σας ερευνητική ανακάλυψη τι νέο κομίζει;
Η πρόσφατη έρευνα στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας ρίχνει για πρώτη φορά φως σε έναν σημαντικό μηχανισμό έλεγχου του μεταβολισμού και της γήρανσης.
Συγκεκριμένα, η ερευνητική ομάδα μου στο ΙΜΒΒ αποκάλυψε μια σχέση ανάμεσα στη ρύθμιση του κυτταρικού μεταβολισμού και τη γήρανση. Με τις μελέτες αυτές δείξαμε ότι η λειτουργία των μιτοχονδρίων, τα οποία είναι οργανίδια των κυττάρων που λειτουργούν ως εργοστάσια παραγωγής ενέργειας, ελέγχεται από συγκεκριμένες πρωτεΐνες, ώστε να ρυθμίζεται ο μεταβολισμός κατά τη γήρανση.
Μέσω του μεταβολισμού και της λειτουργίας των μιτοχονδρίων τα κύτταρα παράγουν πολύτιμη ενέργεια που είναι απαραίτητη για τη ζωή.
Κάθε ανθρώπινο κύτταρο περιέχει εκατοντάδες μιτοχόνδρια και δυσλειτουργίες στα οργανίδια: αυτές είναι υπεύθυνες για σοβαρές παθολογικές καταστάσεις, όπως διάφορες μορφές καρκίνου, ο διαβήτης τύπου 2, καρδιομυοπάθειες, η νόσος του Πάρκινσον κ.ά.
Οι ερευνητές μας αποκάλυψαν ότι οι ρυθμιστικές αυτές πρωτεΐνες των μιτοχονδρίων έχουν διπλό ρόλο κατά τη γήρανση.
Ενώ κάτω από κανονικές συνθήκες, η απώλειά τους μειώνει τη διάρκεια ζωής, κάτω από συνθήκες στρες οδηγεί σε εξαιρετικά μεγάλη μακροζωία. Είναι η πρώτη φορά που παρατηρείται τέτοια αντιθετική συμπεριφορά μιας πρωτεΐνης ή ενός γονιδίου σε σχέση με τη γήρανση.
Οπως διαπίστωσαν στη συνέχεια οι ερευνητές, το παράδοξο αυτό οφείλεται στη διαφορετική επίδραση που έχει η λειτουργία των πρωτεϊνών αυτών στον κυτταρικό μεταβολισμό και την παραγωγή ενέργειας από τα μιτοχόνδρια κατά τη γήρανση, κάτω από διαφορετικές συνθήκες.
• Τι σημαίνει αυτό;
Τα αποτελέσματα της έρευνας αναδεικνύουν την πολυπλοκότητα του φαινομένου της γήρανσης, δείχνοντας ότι συγκεκριμένες παρεμβάσεις είναι δυνατόν να έχουν έως και αντίθετα αποτελέσματα σε διαφορετικά άτομα, ανάλογα με ενδογενείς ή εξωγενείς παράγοντες.
Είναι σημαντικό να αναφερθεί ότι στη βάση των ευρημάτων αυτών απαιτείται πλέον η αναθεώρηση προηγούμενων απλουστευμένων αντιλήψεων για το πώς η γήρανση επηρεάζεται από τα γονίδια και το περιβάλλον.
Τα συμπεράσματα της μελέτης είναι καθοριστικής σημασίας για την έρευνα και την κατανόηση της γήρανσης στον άνθρωπο, καθώς και για την αντιμετώπιση συνοδών νοσημάτων, όπως ο καρκίνος, τα καρδιαγγειακά νοσήματα και οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες, με στοχευμένες και εξατομικευμένες πλέον θεραπευτικές παρεμβάσεις.
