Zvětšit obrázek

Mitochondrie nalézáme u většiny buněk eukaryontů. Jsou jakýmisi „závody“ se špinavým provozem, které v buňce vyrábí energii. Mitochondrie ale mají i další funkce, podílejí se na syntéze hemu, lipidů, účastní se předávání a zesilování buněčných signálů a programují buněčnou smrt. Jsou také jakýmsi pozůstatkem na dobu, kdy se vyskytovaly jako volně žijící proteobakterie. Tomu nasvědčuje fakt, že si mitochondrie stále ponechávají některé z charakteristik bakterií – obklopují se dvojitou membránou, množí se stejně jako to dělají bakterie, energii získávají pomocí kaskády stejných elektron přenášejících reakcí, a stejně jako jejich společný předek mají i ony svůj vlastní genom.

Prodej vodiček a jiných přípravků na oddálení stárnutí naší pleti jsou byznysem ve kterém se točí velké peníze.  Výrobci přípravků se předhánějí v "dokazování“ že právě ten jejich je ten nejúčinnější a denně jsme svědky toho, jak reklama zneužívá všemožných triků, jen aby kupujícího přesvědčila. Nebohý kupující se ale prakticky neměl dosud čeho chytit, protože objektivní metoda na posouzení stárnutí buněk kůže nebyla. Nyní se zdá, že vědci našli metodu, jak stárnutí buněk posuzovat.  Zjistili, že známky stárnutí jsou pomocí biomarkerů měřitelné. V laboratoři mohou nyní  monitorovat účinek simulovaného stárnutí, stav kůže po aplikaci "omlazujících" přípravků, a nebo sledovat stav tkáně po lékařských zákrocích.  

Zvětšit obrázek

Tým Jamese Sligha, který nám dal „značky“, kterými půjde testovat účinnost preparátů na stárnutí kůže (Sligh je zcela vpravo).

Pod pojmem  biomarkery se skrývají definované změny v DNA. Nejedná se tentokrát ale o záležitost  většinové DNA, která se nachází v chromozomech, ale týká se to DNA, která je v buněčných organelách, kterým se říká mitochondrie. Mitochondrie mají svojí vlastní DNA, ta je kruhová a od té, která tvoří jádra buněk se liší.
Mitochondrie mají v buňkách za úkol vyrábět energii ve formě molekul ATP (adenozin trifosfátu). Tato činnost s sebou ale nese vedlejší efekt – tvorbu vysoce reaktivních kyslíkových radikálů. Ty mohou DNA poškozovat a také ji poškozují.

Některé teorie stárnutí buněk ze změn na úrovni mitochondriální DNA již vycházejí. Jak mitochondrie stárnou, stále obtížněji  se jim daří vyrábět pro buňku dostatek energie, jejich výkonnost klesá.  Příčinou je nárůst chyb (mutací) v jejich řídícím aparátu - mitochondriální  DNA. Mutace, jak víme, jsou ale také spojeny s nádorovým bujením. Projekt o kterém zde hovoříme byl původně postaven právě na této myšlence - sledovat specifické mitochondriální delece (výpadky genetického kódu), které vedou k vývoji kožních nádorů.  
Aby vědci na takové mitochondriální mutace, které jsou příčinou zhoubného bujení přišli,  porovnávali stav mitochondriální DNA  pacientů se smrtelným melanomem  se stavem mitochondriální DNA  pacientů kteří trpěli nezhoubným kožním nádorem. Většinou se jednalo  o nejobvyklejší formu bazálních a squamosních nádorů.

Zvětšit obrázek

„Mitomapa“ mitochondriální genom.
Kompletní mitochondriální genom člověka, jak jej sestavila referenční laboratoř z Cambridge, je připojen jako dokument na konci tohoto článku. (Credit: Mitomap.org)

Srovnání přineslo překvapeni.  Ukázalo se, že v nezhoubných kožních buňkách,  získaných  z kůže která pocházela z těsné blízkosti tumorů (nikoli však k nádorům samotným), se pravidelně objevovala určitá řada mitochondriálních delecí ( ztráty určitých kousků v DNA). Ve vzorcích z nádorů se toto zkrácení  mitochondriální DNA nevyskytovalo a  mitochondriální DNA buněk nádorů vykazovala neporušený stav. Mitochondriální DNA z nádorů tedy není krácena delecemi a vyskytuje se v původní svojí délce. Neznamená to ale, že by tato DNA nebyla poškozena. Poškozena je také, ale jiným mechanismem - vyskytuje se v ní plno bodových mutací (mutací kde je poškozen jen jeden nukleotid).

U mutací nenádorových kožních buněk se ale ukázalo, že jejich počet se odvíjí od toho jak jsme staří. Nově zjištěné mutace delecí v mitochondriální DNA kožních buněk budou promítnuty do „mitomapy“, což je  databáze všech známých změn mitochondriálního lidského genomu.
Rozmotání klubka změn, stejně jako zjištění čím se  stárnoucí buňky liší od těch mladistvých, by mělo umožnit lépe pochopit proces našeho stárnutí. O poznatcích o kterých jsme zde referovali jsou především z dílny Jamese Sligha z Vanderbiltského centra pro výzkum kožních nádorů. Výsledky jejich práce o  biomarkerech přineslo únorové číslo lékařského časopisu Journal of Investigative Dermatology.

Lze očekávat, že se na počet a druh mitochondriálních mutací teď brzo podívají i specialisté na mozek, plíce, srdce….  Bude totiž zajímavé zjistit, zda i u těchto tkání se markery procesu stárnutí vyskytují obdobně, a nebo zda jsou třeba jen následným  produktem působení ultrafialového záření, a tedy typické pouze pro kožní buňky. 

V každém případě tu ale nyní máme nové markery, které kromě testování účinnosti kosmetických  přípravků nabízí možnost  i dalšího využití. Z oděrků kůže mohou genetici určit nejen pohlaví, rasu a pravděpodobné příjmení pachatele (viz článek Genetické testy ), ale od nynějška také i jeho věk.