Genetyczna Fontanna Młodości

Wyłączając gen zaangażowany w ważny biochemiczny szlak sygnałowy, naukowcy odkryli sposób na naśladowanie dobrze znanych korzyści przeciwstarzeniowych ograniczenia kalorii, umożliwiając myszom dłuższe i zdrowsze życie. To odkrycie, opublikowane dzisiaj w Internecie w Nauka , oferuje obiecujący cel leków do zwalczania wielu problemów zdrowotnych związanych ze starzeniem się.

Starzejące się maszyny: Myszy pozbawione funkcjonalnej wersji kinazy białkowej S6 1, ważnego regulatora odpowiedzi organizmu na dostępność składników odżywczych, żyją dłużej i zdrowiej niż ich normalne odpowiedniki. Mysz po lewej nie ma białka.

Te badania wskazują drogę do potencjalnych farmakologicznych podejść do leczenia chorób związanych ze starzeniem się u ludzi, mówi starszy autor Dominic Withers , profesor diabetologii i endokrynologii na University College London.

To naprawdę definiuje to jako ścieżkę, która wpływa na starzenie się od drożdży do ssaków, co moim zdaniem jest dość uderzające, mówi Matt Kaeberlein , profesor patologii na Uniwersytecie Waszyngtońskim i współautor komentarza towarzyszącego nowemu badaniu.

Od dawna wiadomo, że ograniczenie kalorii wydłuża życie i zmniejsza częstość występowania chorób związanych z wiekiem u wielu różnych organizmów, od drożdży i nicieni po gryzonie i naczelne. Nie jest jasne, w jaki sposób kompletna pod względem odżywczym, ale radykalnie ograniczona dieta osiąga te korzyści. Jednak ostatnio kilka badań dostarczyło dowodów na to, że kluczową rolę może odgrywać określony szlak sygnałowy, obejmujący białko zwane celem rapamycyny (TOR). Ta ścieżka działa jak rodzaj czujnika żywności, pomagając regulować odpowiedź metaboliczną organizmu na dostępność składników odżywczych.

Withers i koledzy zauważyli, że młode myszy z nieprawidłową wersją kinazy białkowej S6 1 (S6K1), która jest bezpośrednio aktywowana przez TOR, były bardzo podobne do myszy o ograniczonej kaloryczności: były szczuplejsze i miały większą wrażliwość na insulinę niż normalne myszy. Naukowcy zastanawiali się, czy korzyści te utrzymają się w średnim i późnym wieku oraz czy myszy będą żyć dłużej.

Aby się tego dowiedzieć, wyhodowali dwie duże grupy myszy z nokautem, którym brakowało funkcjonalnej wersji genu S6K1. Jedna grupa przeżyła swoje życie bez zakłóceń, zapewniając miarę naturalnej długości życia grupy. Druga grupa została poddana szeroko zakrojonym testom sprawności poznawczej i motorycznej oraz zdrowia metabolicznego.

U samic myszy wyniki były głębokie. Samice z nokautem żyły znacznie dłużej niż ich normalne odpowiedniki. Po 600 dniach – mysim odpowiedniku ludzkiego wieku średniego – osiągnęli doskonałe wyniki w testach sprawności motorycznej, przewyższając normalne myszy w zadaniach wymagających równowagi, siły i koordynacji. Byli również bardziej dociekliwi i skłonni do odkrywania nowych środowisk, co sugeruje poprawę funkcji poznawczych. Miary fizjologiczne wskazywały również na lepsze zdrowie: myszy z nokautem miały silniejsze kości, lepszą wrażliwość na insulinę i silniejsze komórki odpornościowe. Chociaż samce myszy z nokautem nie miały przedłużonej długości życia, miały takie same korzyści zdrowotne jak samice.

Dodaliśmy życie do ich lat, a także lata do ich życia, mówi Withers.

Skutki wyłączenia S6K1 były podobne do skutków ograniczenia kalorii, choć mniej wyraźne. Samice myszy bez S6K1 żyły do ​​20 procent dłużej niż myszy normalne; wzrost długowieczności przy ograniczeniu kalorii może osiągnąć 50 procent. To prawdopodobnie oznacza, że ​​usunięcie kinazy S6 nie oddaje wszystkich skutków ograniczenia kalorii, mówi Withers, ale zakres korzyści zdrowotnych jest podobny.

Odkrycia Withersa podążają śladami badania opublikowanego w lipcu, które wykazało, że rapamycyna, która zakłóca tę samą ścieżkę poprzez hamowanie TOR, wydłuża żywotność myszy. Chociaż rapamycyna miała wyraźny wpływ na długowieczność i zdrowie, potencjał leku u ludzi jest ograniczony przez jego silne działanie immunosupresyjne. (Rapamycyna jest już stosowana w celu zapobiegania odrzuceniu narządu u pacjentów po przeszczepach.) Bezpośrednie kierowanie na S6K1 – skutecznie omijając TOR, który działa na wiele innych białek – może obejść ten niebezpieczny efekt uboczny.

Zbadaliśmy jeden z dalszych celów rapamycyny, S6K1 i wydaje się, że mamy wiele korzyści bez większych skutków ubocznych, mówi Withers.

Nowe badanie wskazało również, że białko AMPK, element szlaku TOR, znajdującego się jeszcze dalej niż S6K1, jest kluczowym potencjalnym celem dla leków. Rola AMPK jest szczególnie intrygująca, ponieważ jest aktywowana przez metforminę, powszechnie przepisywany lek do leczenia cukrzycy typu 2. Withers mówi, że oznacza to, że w ciągu najbliższych kilku lat może być możliwe zaprojektowanie badań klinicznych, które testowałyby zdolność metforminy do zapobiegania lub leczenia chorób związanych z wiekiem.

W przyszłych badaniach Withers i jego koledzy mają nadzieję rozpocząć wyjaśnianie szczegółów związku między sygnalizacją TOR a starzeniem się. W oparciu o nowy artykuł i inne niedawne badania coraz wyraźniej widać, że wrzucenie klucza w szlak TOR może mieć potężny wpływ na proces starzenia u wielu różnych gatunków. I wydaje się prawdopodobne, że ograniczenie kalorii osiąga swoje korzyści częściowo poprzez wykorzystanie szlaku TOR. Ale nie jest jeszcze jasne, dlaczego tak jest.

Wiadomo, że szlak TOR działa jak rodzaj wskaźnika paliwa, wykrywając dostępność składników odżywczych i reagując, zmieniając wydajność produkcji białek. Na przykład, gdy brakuje żywności, szlak TOR reaguje, zmniejszając syntezę białek. Jedna z hipotez, według Kaeberleina, jest taka, że ​​podczas gdy produkcja białek jest ogólnie zmniejszona, niewielki podzbiór białek może być w rzeczywistości podwyższony. To dość spekulacyjne, mówi, ale identyfikacja funkcji tych kilku wybranych białek może doprowadzić do nowego wglądu w sposób, w jaki działa starzenie się.

ukryć