Στo ‘’κλειδί‘’ που οδηγεί στη γήρανση και κατά συνέπεια και σε μια σειρά ασθενειών οδηγούνται οι ερευνητές. Συγκεκριμένα μια μελέτη που συνδέει τη διαδικασία γήρανσης με την επιδείνωση των κυτταρικών δεσμίδων του DNA μπορεί να οδηγήσει σε μεθόδους πρόληψης και θεραπείας ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία, όπως ο καρκίνος, ο διαβήτης και η νόσος του Αλτσχάιμερ.
Στη μελέτη οι επιστήμονες από το Ινστιτούτο Salk και την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών διαπίστωσαν ότι οι γενετικές μεταλλάξεις που διέπουν το σύνδρομο Werner, μια διαταραχή που οδηγεί σε πρόωρη γήρανση και τον θάνατο, είχε ως αποτέλεσμα την επιδείνωση των δεσμών του DNA που είναι γνωστές ως ετεροχρωματίνη.
Η ανακάλυψη αυτή που κατέστη δυνατή μέσω ενός συνδυασμού των τεχνολογιών για τα βλαστικά κύτταρα και γονίδια, θα μπορούσε να οδηγήσει σε τρόπους καταπολέμησης της μείωσης των φυσιολογικών τιμών που σχετίζονται με την ηλικία προλαμβάνοντας ή ακόμα και αναστρέφοντας την βλάβη της ετεροχρωματίνης.
«Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι η γονιδιακή μετάλλαξη που προκαλεί το σύνδρομο Werner είναι αποτέλεσμα της αποδιοργάνωσης της ετεροχρωματίνης, και αυτή η διαταραχή της ίσως είναι το βασικό κλειδί που οδηγεί στη γήρανση» τονίζει ο Juan Carlow Izpisua Belmonte, ένας ανώτερος συντάκτης της έρευνας και συμπληρώνει «αυτό έχει επιπτώσεις πέρα από το σύνδρομο Werner, καθώς εντοπίζει έναν κεντρικό μηχανισμό της γήρανσης – αποδιοργάνωση ετεροχρωματίνης- η οποία έχει αποδειχθεί ότι είναι αναστρέψιμη».
Το σύνδρομο Werner είναι μια γενετική διαταραχή που προκαλεί πρόωρη γήρανση στους ανθρώπους.
Η νόσος προσβάλει περίπου 1 σε 200.000 ανθρώπους στις Ηνωμένες Πολιτείες. Τα άτομα με τη διαταραχή αυτή υποφέρουν από νωρίς από ηλικιακές ασθένειες, συμπεριλαμβανομένων του καταρράκτη, του διαβήτη τύπου 2, της σκλήρυνσης των αρτηριών, της οστεοπόρωσης αλλά και του καρκίνου.
Η ασθένεια προκαλείται από μια μετάλλαξη στο σύνδρομο Werner γνωστό ως γονίδιο WRN το οποίο παράγει την πρωτεϊνη WRN. Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι η κανονική μορφή της πρωτεΐνης είναι ένα ένζυμο που διατηρεί τη δομή και την ακεραιότητα του DNA ενός ατόμου. Όταν η πρωτεΐνη μεταλλάσσεται στο σύνδρομο Werner διαταράσσεται η αντιγραφή και επιδιόρθωση του DNA και η έκφραση των γονιδίων, κάτι το οποίο πιστεύεται ότι προκαλεί την πρόωρη γήρανση.
Ωστόσο, δεν ήταν σαφές πώς ακριβώς η μεταλλαγμένη πρωτεΐνη WRN διαταράσσει αυτές τις κρίσιμες κυτταρικές διεργασίες. Στη μελέτη τους, οι επιστήμονες του Salk επιδίωξαν να προσδιορίσουν με ακρίβεια πώς η μεταλλαγμένη πρωτεΐνη WRN προκαλεί τόσο μεγάλο κυτταρικό χάος.
Για να το πετύχουν αυτό, δημιούργησαν ένα κυτταρικό μοντέλο του συνδρόμου Werner χρησιμοποιώντας μια πρωτοποριακή γονιδιακή τεχνολογία επεξεργασίας για τη διαγραφή του γονιδίου WRN σε ανθρώπινα βλαστικά κύτταρα. Αυτό το μοντέλο βλαστικών κυττάρων της νόσου έδωσε στους επιστήμονες την άνευ προηγουμένου δυνατότητα να μελετήσουν την ταχεία γήρανση των κυττάρων στο εργαστήριο.
Τα κύτταρα που προέκυψαν μιμήθηκαν τη γενετική μετάλλαξη που παρατηρείται σε πραγματικούς ασθενείς με σύνδρομο Werner, οπότε άρχισαν να γερνούν ταχύτερα από το κανονικό. Από την προσεκτικότερη εξέταση, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η διαγραφή του γονιδίου WRN οδήγησε επίσης σε διαταραχές στη δομή της ετεροχρωματίνης, το πυκνό DNA που βρίσκονται στον πυρήνα του κυττάρου.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η διαγραφή του γονιδίου WRN οδηγεί σε αποδιοργάνωση της ετεροχρωματίνης, δείχνοντας ένα σημαντικό ρόλο για την πρωτεΐνη WRN στη διατήρηση της ετεροχρωματίνης. Και, πράγματι, περαιτέρω πειράματα, έδειξαν ότι η πρωτεΐνη αλληλεπιδρά άμεσα με μοριακές δομές που είναι γνωστό ότι σταθεροποιούν την ετεροχρωματίνη – αποκαλύπτοντας για πρώτη φορά, την άμεση σχέση της μεταλλαγμένης πρωτεΐνης WRN με την αποσταθεροποίηση της ετεροχρωματίνης.
«Η μελέτη μας συνδέει τις τελείες ανάμεσα στο σύνδρομο Werner και την αποδιοργάνωσης της ετεροχρωματίνης, περιγράφοντας ένα μοριακό μηχανισμό με τον οποίο μια γενετική μετάλλαξη οδηγεί σε μια γενική διακοπή των κυτταρικών διεργασιών διαταράσσοντας την επιγενετική ρύθμιση », λέει ο Izpisua Belmonte σημειώνοντας «γενικότερα, αυτό δείχνει ότι οι συσσωρευμένες μεταβολές στη δομή της ετεροχρωματίνης μπορεί να είναι μια σημαντική αιτία της κυτταρικής γήρανσης. Αυτό θέτει το ερώτημα του κατά πόσον μπορούμε να ανατρέψουμε αυτές τις αλλαγές.»
Ο ερευνητής Izpisua Belmonte πρόσθεσε ότι θα χρειαστούν πιο εκτεταμένες μελέτες για να κατανοήσουμε πλήρως τον ρόλο που έχει η αποδιοργάνωση της ετεροχρωματίνης στη γήρανση, καθώς και πώς αλληλεπιδρά με άλλες κυτταρικές διεργασίες που εμπλέκονται στη γήρανση, όπως η μείωση του τέλους των χρωμοσωμάτων, που είναι γνωστή ως τελομερή. Επιπλέον, η ερευνητική ομάδα αναπτύσσει επιγενετικές τεχνολογίες επεξεργασίας για να αντιστρέψει επιγενετικές αλλαγές με έναν ρόλο στην ανθρώπινη γήρανση και τις ασθένειες.
