Delší dobu je známo, že v buňce se na DNA vyskytují místa fungující jako buněčné hodiny. Tomuto stroji času říkáme telomery. Čas odpočítávají tím, že sledují, kolikrát se buňka dělí a podle toho určují, kolik času jí zbývá. Při každém dělením enzymy z telomery kousek ustřihnou. Po dosažení kritické meze buňka se přestane dělit a posléze umře.
Ve zprávě zveřejněné časopisem Nature výzkumníci pod vedením Ronalda A. DePinho z Harvard Medical School (HMS) dosáhli vědci v oblasti ovlivňování stárnutí významného pokroku. Připravili geneticky modifikované myši u nichž mohou regulovat činnost genu pro telomerázu - enzym pečujícím o stav konců chromozomů - telomer. Jestli jsme si my lidé s hlodavci v něčem hodně podobní, tak je to v stárnutí a hladině enzymu telomerázy, která s věkem klesá. Spolu s tím nám telomery stále více erodují. Vytvořením myší s „vypínatelnou telomerázou“ vědci získali model pro léčbu předčasně stárnoucího organismu. Myši s kontrolovaným genem pro tvorbu enzymu telomerázy dávají návod, jak příznaky stáří tlumit. Ukázalo se, že stačí ovlivnit funkci jednoho genu a tím se přivodí dramatický zvrat mnoha průvodních jevů stárnutí, včetně zlepšení funkce nemocného mozku a neplodnosti. Hovořit v této souvislosti o nesmrtelnosti je samozřejmě nesmysl, už jen proto, že stárnutí není jen záležitostí zkracování telomer. I devadesátiletý člověk je má dostatečně dlouhé pro další život. V tomto případě jde ale o účinnou metodu k léčbě genetických poruch předčasného stárnutí, ve kterém zkrácené telomery hrají důležitou roli. Podle stávajících výsledků by k léčení těchto poruch mohlo dojít brzo.
Nové poznatky o řízení funkce telomer by nemusely sloužit jen k prodlužování života, ale podle DePinho, ředitele institutu zaměřeného na praktické aplikace při léčbě rakoviny, by nám ve stáří taková léčba mohla vracet pokles výkonnosti orgánů.
Při dosavadních snahách zajistit buňkám dlouhověkost vědci většinou narazili na vážnou komplikaci. Úpravami telomer se již jiným výzkumníkům dařilo vracet buňkám něco z jejich mládí, ale souběžně s tím jim vždy přivodili náchylnost ke nádorovým zvrhlostem. K tomu vlastně telomery od přírody máme, jsou pojistkou proti nekontrolovanému množení buněk. Mnohonásobné dělení vede ke ztrátě telomer a ty vyšlou kaskády signálů, které způsobují, že se buňky přestávají množit, nebo si dokonce přivodí apoptózu – řízenou smrt. Obecně platí, že nejdelší telomery jsou u kmenových buněk a vyzráváním v buňky specializovaných tkání se při každém dělení o něco zkracují. Tento proces je trvalý, s výjimkou některých typů zhoubného bujení, kde rakovinové buňky dokážou délku svých telomer neustále resetovat a pojistný mechanismus apoptózy oblafnou.
Na pokusu popsaném Američany z Bostonu je zajímavé to, že zvýšený výskyt zhoubného bujení u zvířat nepozorovali. Zdá se to až podezřelé, že jejich geneticky upravená zvířata po léčbě spojené s prodlužováním telomer žádné známky vyššího výskytu rakoviny nevykazovala. Přesto, že se zdá být vše v pořádku, vědci si rizika jsou vědomi a dobře ví, že trvalé zapnutí genu pro telomerázu by nebylo moudrým počinem. Takové opatření by mohlo i buňky běžného benigního nádoru učinit prakticky nesmrtelnými a schopnými metastázovat a nezadržitelně se šířit celým organismem. Autorský tým DePinho ale tento problém řeší metodou, která dovoluje zapnut telomerázu pouze dočasně, na dobu několika dní nebo týdnů. Jakoby buňkám ordinovali jen část mladosti s únosnou dávkou rizika nežádoucích efektů.
Experimenty na myších nejsou určeny k nalezení „věci makropulos“, ale k ověření úmyslu napravovat poškozené tkáně v důsledku genetické poruchy předčasné degenerace. Zvířata v pokusu tedy měla krátké telomery vrozené a v důsledku toho trpěla řadou známek pokročilé degenerace tkání a jejich funkčnosti. Tak například varlata samcům se zmenšila, zakrněla slezina, zvířata měla poškozené tenké střevo, a jejich mozek se smrsknul, protože v něm nové buňky přestaly vznikat. Tyto problémy, za nimiž stojí krátké telomery, se američtí vědci vyřešili probouzením spícího telomerázového genu. Gen TERT, jak se mu odborně říká, byl myším upraven tak, aby se dal aktivovat pomocí estrogenového receptoru. Výhodou takového přístupu je, že speciální formu spouštěcího estrogenu lze podat kdykoliv a také ji lze kdykoliv ukončit. Můžeme tedy operativně rozhodovat, jak moc chceme telomery podpořit a udržet je aktivní. U hlodavců se jako spouštěcí agens vkládala kapsle pod kůži. Z té se postupně uvolňoval estrogenový spouštěč genu TERT. Probuzený gen způsobil, že se zvířatům zvýšila hladina hormonu telomerázy, telomery se jim v buňkách prodloužily a stařecky degenerované tkáně se začaly zvětšovat - slezina, varlata i mozek. Po spuštění genu TART se jim mozek do původní velikosti z dob jejich mládí vrátil asi za měsíc. Došlo v něm k žádoucímu nárůstu mastných kyselin obklopujících neurony, což je rovněž charakteristický znak mladých mozků. Revitalizovaly se mozkové kmenové buňky, takže byly schopny produkovat nové neurony, čímž se úbytek těch starých eliminoval. To, že došlo k jakémusi růstu buněk v mozku a dalších tkáních, by ještě nemuselo nic znamenat. Rozhodující jsou až výsledky funkčnosti celku. Na to dal odpověď test, ve kterém vědci omlazené myši nechali pobíhat v bludišti s různými pachy, aby ověřili stav mozkových čichových laloků a funkčnost čichových receptorů. Omlazeným myším se vrátila schopnost obcházet místa s nepříjemným pachem, který pro ně kdysi dávno znamenal dravce nebo otrávené žrádlo. A to je velmi pádný argument možného budoucího vylepšování i běžné stařecké demence.
Podpora telomeráz neměla za následek jen růst buněk, prodloužil se i život hlodavcům ve srovnání s jejich neléčenými protějšky, kteří také byli genově upraveni k tomu, aby rychle stárli. Efekt prodloužení života nebyl ale tak markantní, aby léčená nemocná zvířata žila déle než běžné zdravé myši. S jistým politováním tedy musíme konstatovat, že o nějaký elixír mládí, který by řešil všechno a všem zatím nejde. Je to ale další krok k nápravě chyb matky přírody a léčbě těch, kterých osud psaný krátkými telomerami odsoudil k překotně rychlému stárnutí. A pokud jde o pozorované zlepšení duševních schopností stárnoucího mozku, tak to je předzvěst dalších, zatím ani netušených možností a možná i lepších článků na Oslovi.
Pramen: Harvard University
Diskuze:
