Νέα στοιχεία για τον ρόλο της πρωτεΐνης της μακροζωίας

Πηγή σχήματος: Yale University  

Είναι ήδη γνωστό ότι η πρωτεΐνη Κλωθώ παίζει καθοριστικό ρόλο στην ρύθμιση της μακροζωίας και του μεταβολισμού. Αμερικανοί ερευνητές τώρα αποκαλύπτουν την τρισδιάστατη δομή της β-Κλωθούς, φωτίζοντας έτσι τον περίπλοκο μηχανισμό της και τις θεραπευτικές της δυνατότητες.

Σύμφωνα με άρθρο που δημοσιεύεται στο Nature, τα νέα στοιχεία ενδεχομένως να αλλάξουν πολλές θεραπείες που αφορούν στη διαχείριση παθήσεων, όπως ο διαβήτης, η παχυσαρκία και διάφορες μορφές καρκίνου.

Η Κλωθώ, που έχει πάρει το όνομά της από την πρώτη από τις τρεις Μοίρες (τις δυνάμεις που σύμφωνα με την ελληνική μυθολογία ευθύνονται για τα καλά και τα κακά της ζωής κάθε θνητού από τη γέννηση μέχρι τον θάνατό του) είναι μια οικογένεια δύο υποδοχέων-πρωτεϊνών στην επιφάνεια των κυττάρων συγκεκριμένων ιστών. Οι πρωτεΐνες προσδένονται σε μια οικογένεια ορμονών, τις ενδοκρινικές FGFs, που ρυθμίζουν καίριας σημασίας μεταβολικές διαδικασίες στο ήπαρ, τους νεφρούς και τον εγκέφαλο, μεταξύ άλλων οργάνων.

Για να κατανοήσουν καλύτερα τη δράση της β-Κλωθούς, οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Γέιλ, χρησιμοποίησαν κρυσταλλογραφία, μια τεχνική υψηλής ευκρίνειας για να μελετήσουν την τρισδιάστατη δομή των πρωτεϊνών αυτών.

Οι ειδικοί παρατήρησαν ότι, η β-Κλωθώ είναι ο κύριος υποδοχέας που προσδένεται στην FGF21, την ορμόνη που παράγεται σε συνθήκες πείνας. Όταν προσδένεται στην β-Κλωθώ η FGF21 διεγείρει την ευαισθησία στην ινσουλίνη και τον μεταβολισμό της γλυκόζης, προκαλώντας απώλεια βάρους. Η νέα αυτή πληροφορία για τη σχέση β-Κλωθούς και FGF21 μπορεί να συντελέσει στην ανάπτυξη θεραπειών για τον διαβήτη τύπου 2 στα παχύσαρκα άτομα.

Επίσης, η μελέτη έδειξε ότι ένα σχετικό ένζυμο, η γλυκοσιδάση, που διασπά τα σάκχαρα, εξελίχθηκε σε υποδοχέα μιας ορμόνης που μειώνει το σάκχαρο του αίματος.

Στόχος των ερευνητών είναι να παράγουν εργαστηριακά καλύτερες ορμόνες και αναστολείς, να κάνουν πειραματικές μελέτες και τελικά να σχεδιάσουν κλινικές δομικές που μακροπρόθεσμα θα οδηγήσουν σε αποτελεσματικότερες θεραπείες σοβαρών παθήσεων, όπως ο καρκίνος του ήπατος και τα οστικά προβλήματα, μεταξύ άλλων. 

Πηγή : health.in.gr

Οι "ξεχασμένες" πρωτεΐνες της μακροζωίας

Επιτέλους, ένα "μέλος" της πολυδιαφημισμένης οικογένειας των σιρτουινών, των θεωρούμενων πρωτεϊνών της μακροζωίας, φάνηκε να επιμηκύνει τη ζωή ποντικών. Ωστόσο επρόκειτο για ένα μάλλον… παραμελημένο "αποπαίδι" το οποίο δεν είχε κερδίσει την προσοχή των επιστημόνων ούτε είχε τεθεί στο επίκεντρο της χρηματοδότησης από πανεπιστήμια και εταιρείες.

Μακροζωία αρσενικών ποντικών

Τα γονίδια SIRT καθώς και οι πρωτεΐνες για τις οποίες κωδικοποιούν έχουν αποτελέσει αντικείμενο έρευνας στο "καυτό" πεδίο της αντιγήρανσης εδώ και καιρό – για την ακρίβεια εδώ και μερικά χρόνια οπότε συνδέθηκαν με τη μακροζωία σε μύκητες της μαγιάς. Τώρα νέα αποτελέσματα μελέτης που δημοσιεύονται στην επιθεώρηση "Nature" δείχνουν ότι η υπερέκφραση ενός γονιδίου της συγκεκριμένης οικογενείας, του sirtuin 6 (SIRT6), μπορεί να οδηγήσει σε επιμήκυνση της ζωής αρσενικών ποντικών έως και κατά 15,8%.

Επί έτη ένα άλλο γονίδιο της ίδιας οικογένειας, το SIRT1, είχε "τραβήξει" επάνω του τα φώτα της… επιστημονικής δημοσιότητας επειδή στα θηλαστικά εμφάνιζε τις περισσότερες ομοιότητες με το αντίστοιχο γονίδιο που φαινόταν να μακραίνει τη ζωή του μύκητα της μαγιάς. Ορισμένοι ερευνητές υποπτεύονταν μάλιστα ότι το SIRT1 μπορούσε να αυξήσει το προσδόκιμο ζωής των θηλαστικών και ότι αποτελούσε στόχο της ρεσβερατρόλης, της ουσίας του κόκκινου κρασιού η οποία έχει επίσης "πολυδιαφημιστεί" σχετικά με διαφορετικά οφέλη για την υγεία.
Η απογοήτευση

Η… φρενίτιδα σχετικά με τις σιρτουίνες έφθασε στο απόγειό της το 2008 όταν ο βρετανικός φαρμακευτικός κολοσσός GlaxoSmithKline πλήρωσε περί τα 550 εκατομμύρια ευρώ προκειμένου να εξαγοράσει μια εταιρεία βιοτεχνολογίας η οποία ασχολείτο με τον εντοπισμό ουσιών που ενεργοποιούν το SIRT1 και θα μπορούσαν να αποτελέσουν θεραπείες για τον διαβήτη τύπου 2.

Έκτοτε όμως ο θόρυβος άρχισε να κοπάζει. Αποτελέσματα που μαρτυρούσαν ότι το SIRT1 επηρεάζει το προσδόκιμο ζωής της δροσόφιλας (Drosophila melanogaster) καθώς και του νηματώδους σκώληκα (Caenorhabditis elegans) ετέθησαν υπό αμφισβήτηση. Παράλληλα δεν εμφανίστηκε μέσα από πειράματα καμία επίδραση του SIRT1 στη μακροζωία των θηλαστικών, παρότι η έκφραση του συγκεκριμένου γονιδίου φάνηκε να συνδέεται με καλύτερο μεταβολισμό σε ποντίκια που ακολουθούσαν διατροφή πλούσια σε λιπαρά.

Μελέτη στον… παραπεταμένο συγγενή

Ενώ η συζήτηση σχετικά με το SIRT1 συνεχιζόταν, μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο Μπαρ-Ιλάν στο Ισραήλ αποφάσισε να μελετήσει έναν… παραπεταμένο συγγενή της ίδιας οικογένειας, το SIRT6. Η έλλειψη του συγκεκριμένου γονιδίου είχε φανεί από πειράματα σε ποντίκια, τα αποτελέσματα των οποίων δημοσιεύθηκαν το 2006, ότι προκαλούσε ταχύτερη γήρανση. Τα πειραματόζωα που παρουσίαζαν έλλειψη του γονιδίου ήταν πιο καχεκτικά και ασθενικά, εμφάνιζαν μειωμένη ικανότητα "επιδιόρθωσης" των βλαβών του DNA και τελικώς πέθαναν έναν μήνα μετά τη γέννησή τους.

Οι επιστήμονες από το Ισραήλ με επικεφαλής τον μοριακό βιολόγο Χάιμ Κοέν βάλθηκαν να ανακαλύψουν τι θα συνέβαινε στον οργανισμό ποντικιών που παρουσίαζαν υψηλότερα επίπεδα πρωτεΐνης SIRT6 σε σύγκριση με το φυσιολογικό. Όπως είδαν, η υπερέκφραση του γονιδίου SIRT6 δεν είχε καμία επίδραση στην επιβίωση των θηλυκών ποντικών, δεν συνέβαινε όμως το ίδιο και με τα αρσενικά, των οποίων το προσδόκιμο ζωής αυξήθηκε κατά 14,5% κατά μέσο όρο σε μια σειρά διαγονιδιακών ζώων και κατά 9,9% σε μια δεύτερη σειρά διαγονιδιακών ζώων.

Ένας άλλος δείκτης μέτρησης της μακροζωίας, το ανώτατο όριο ζωής, ο οποίος θεωρείται και ως πιο ακριβής από τους ειδικούς του πεδίου καθώς δεν επηρεάζεται τόσο συχνά από άλλους εξωγενείς παράγοντες όπως οι αλλαγές στη βρεφική θνησιμότητα, αυξήθηκε κατά 15,8% στην πρώτη σειρά διαγονιδιακών πειραματόζωων και κατά 13,1% στη δεύτερη.

Παράλληλα η υπερέκφραση του SIRT6 φάνηκε να επιδρά και στα επίπεδα πρωτεϊνών που εμπλέκονται στο μονοπάτι του ινσουλινόμορφου αυξητικού παράγοντα 1 (IGF1) ο οποίος έχει συνδεθεί στο παρελθόν με τη μακροζωία.

Απαιτούνται περαιτέρω πειράματα

Ενδιαφέροντα, χαρακτήρισε τα νέα αποτελέσματα ο Ρίτσαρντ Μίλερ που μελετά τη γήρανση στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν στο Αν Αρμπορ, αλλά τόνισε ότι η σύνδεση μεταξύ των σιρτουινών και της μακροζωίας στα θηλαστικά συνεχίζει να παραμένει αδύναμη.

Ο ειδικός προσέθεσε ότι το είδος των διαγονιδιακών ποντικών που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη είναι ιδιαιτέρως ευάλωτο στον καρκίνο, ιδίως σε ό,τι αφορά τα αρσενικά. Έτσι, σύμφωνα με τον ερευνητή, είναι πιθανό το μεγαλύτερο προσδόκιμο ζωής των αρσενικών να ήταν το αποτέλεσμα των αντικαρκινικών ιδιοτήτων του SIRT6 και όχι της άμεσης επίδρασης του γονιδίου στη γήρανση.
Διαφορές αρσενικών- θηλυκών

Και ενώ όλα αυτά μένει να μελετηθούν περαιτέρω ώστε να δοθούν πειστικές απαντήσεις, μετέωρο μένει και το ερώτημα σχετικά με το γιατί το SIRT6 φαίνεται να επιδρά στη μακροζωία των αρσενικών ποντικιών και όχι των θηλυκών. Ο Δρ Κοέν και η ομάδα του προσπαθούν να βρουν την απάντηση σε αυτό το ερώτημα και προς το παρόν μπορούν να κάνουν μόνο υποθέσεις. Σύμφωνα με αυτές, στο είδος των ποντικών που χρησιμοποιήθηκε στα πειράματα τα θηλυκά ζουν 15% περισσότερο από τα αρσενικά κατά μέσο όρο. Έτσι οι ειδικοί εκτιμούν ότι η υπερέκφραση του SIRT6 έκανε τα αρσενικά να φθάσουν τα θηλυκά στη μακροζωία.

Σε κάθε περίπτωση η νέα ενασχόληση με το SIRT6 δεν σημαίνει ότι οι υπόλοιπες σιρτουίνες μένουν στο περιθώριο. Οι ερευνητές τονίζουν ότι οι σιρτουίνες είναι επτά και ότι οι επιστήμονες αρχίζουν μόλις να καταλαβαίνουν ότι καθεμία από αυτές μπορεί να είναι σημαντική και να προσφέρει στον οργανισμό κάτι διαφορετικό.

Το πλήρες άρθρο του περιοδικού Nature

Περισσότερα για τις σιρτουίνες

Δείτε και αυτό το άρθρο

Ελιξίριο της μακροζωίας από αμινοξέα

Ένα "κοκτέιλ" αμινοξέων (δομικά συστατικά των πρωτεϊνών) φάνηκε ότι μπορεί να αυξήσει το προσδόκιμο ζωής ποντικών κατά 12%, ποσοστό το οποίο, σύμφωνα με τους ειδικούς, μεταφράζεται στον άνθρωπο σε περίπου 10 χρόνια επιπλέον ζωής. Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μιλάνου που βρίσκονται πίσω από τη νέα μελέτη εκτιμούν ότι το νέο εύρημα θα μπορούσε να αποδειχθεί ιδιαιτέρως χρήσιμο, κυρίως για τα ηλικιωμένα άτομα ή για ασθενείς με προβλήματα υγείας, όπως η καρδιακή ανεπάρκεια και οι χρόνιες νόσοι του αναπνευστικού, που μειώνουν τα επίπεδα ενέργειας του οργανισμού.

Σε πειράματα στο εργαστήριο μεσήλικα αρσενικά υγιή ποντίκια κατανάλωσαν νερό το οποίο ήταν εμπλουτισμένο με τρία συγκεκριμένα αμινοξέα : λευκίνη, ισολευκίνη και βαλίνη. Όπως φάνηκε από τα αποτελέσματα, τα ζώα που ήπιαν το εμπλουτισμένο νερό έζησαν σημαντικά περισσότερο (συγκεκριμένα, 869 ημέρες) σε σύγκριση με άλλα τα οποία κατανάλωναν νερό το οποίο δεν περιείχε τα αμινοξέα (774 ημέρες).

Παράλληλα το μεγαλύτερο προσδόκιμο ζωής συνοδεύτηκε από βιολογικές αλλαγές οι οποίες οδήγησαν σε αύξηση της παροχής ενέργειας στα κύτταρα, αλλά και σε μείωση των οξειδωτικών βλαβών που προκαλούνται από τις ελεύθερες ρίζες. Συγκεκριμένα, τα ζώα που έλαβαν τα αμινοξέα παρήγαγαν περισσότερα μιτοχόνδρια – "εργοστάσια" παραγωγής ενέργειας των κυττάρων – τόσο στην καρδιά όσο και στους σκελετικούς μυς.

"Πρόκειται για την πρώτη απόδειξη σχετικά με το ότι ένα μίγμα αμινοξέων μπορεί να αυξήσει τη ζωή σε ποντίκια" ανέφερε ο επικεφαλής της μελέτης Enzo Nisoli.

Το 2009 επιστήμονες έδειξαν για πρώτη φορά ότι τα ίδια τρία αμινοξέα μπορούν να παρατείνουν τη ζωή μονοκύτταρων μυκήτων της μαγιάς, ωστόσο είναι η πρώτη φορά που κάτι τέτοιο αποδεικνύεται σε θηλαστικά.

Τα καινούργια ευρήματα μαρτυρούν ότι συμπληρώματα διατροφής τα οποία περιέχουν τα τρία αμινοξέα θα μπορούσαν να ωφελήσουν τον άνθρωπο. Σημειώνεται ότι τέτοια διατροφικά συμπληρώματα κυκλοφορούν ήδη σε φαρμακεία και καταστήματα υγιεινής διατροφής.

Χρειάζεται πάντως η διεξαγωγή μιας μεγάλου εύρους κλινικής δοκιμής με χρήση συμπληρωμάτων που θα περιέχουν τα αμινοξέα τόσο σε υγιή άτομα όσο και σε άτομα με διαφορετικές ασθένειες.

Περισσότερα στο άρθρο του "Cell Metabolism"