Nowe podejścia do chorób związanych ze starzeniem się

Przełomowe odkrycie, które łączy spożycie kalorii z uszkodzeniami i naprawą DNA, może mieć poważne konsekwencje dla zdrowego starzenia się.

Zdrowie

DNA — cząsteczka o kształcie podwójnej helisy, która przenosi naszą informację genetyczną — jest stale uszkadzana. Dzieje się tak na przykład wtedy, gdy jesteśmy narażeni na działanie promieni UV lub niektórych substancji chemicznych, i zachodzi spontanicznie. Jest to nieunikniony element codziennego życia. Jednak niezdolność do naprawy tego DNA może prowadzić do zwiększonego ryzyka chorób i znacząco wpływać na proces starzenia. „DNA zawiera instrukcje dla wszystkich żywych organizmów” — wyjaśnia koordynator projektu Dam2Age(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Jan Hoeijmakers z Centrum Medycznego Erazma(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Holandii. „Jeśli instrukcje dotyczące życia zostaną uszkodzone, wszystko może pójść źle”.

Defekty naprawy DNA a starzenie się

Hoeijmakers poświęcił swoją karierę zawodową badaniu związku między naprawą DNA a starzeniem się, a w szczególności występowaniem defektów naprawy DNA u dzieci. Projekt Dam2Age, wspierany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (ERBN), jest w dużej mierze kontynuacją prac badawczych, które rozpoczął na początku lat 80-tych. „W tamtym czasie niewiele było wiadomo na temat defektów naprawy DNA” — mówi. „Wiedzieliśmy, że w bardzo rzadkich przypadkach dzieci rodzą się z niezdolnością do naprawy uszkodzeń DNA spowodowanych przez promieniowanie UV w świetle słonecznym”. Kluczowym odkryciem dokonanym przez Hoeijmakersa i jego współpracowników był fakt, że defekty naprawy DNA nie tylko znacznie zwiększają podatność na raka, ale także powodują przedwczesne starzenie się. Innymi słowy, skóra dzieci dotkniętych tym schorzeniem starzała się w wyniku ekspozycji na promieniowanie UV. Hoeijmakers badał inne rzadkie choroby związane z defektami w systemie naprawy DNA organizmu, takie jak trichotiodystrofia(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (TTD) i opracował pierwszy mysi model tej choroby. Umożliwiło mu to zbadanie u myszy tych samych defektów naprawy DNA, które występują u dzieci — ponownie jego badania wykazały, że niezdolność do naprawy uszkodzeń DNA ma kluczowe znaczenie dla przyspieszonego starzenia się.

Związek między uszkodzeniami DNA a nieprawidłowym starzeniem się

Praca ta pomogła Hoeijmakersowi uzyskać szereg grantów ERBN. Te projekty, których kulminacją jest Dam2Age, umożliwiły Hoeijmakersowi i jego zespołowi lepsze zrozumienie mechanizmów stojących za tą relacją. „Odkryliśmy, że myszy z upośledzonymi mechanizmami naprawy DNA wykorzystywały swoją energię do budowania odporności” — dodaje Hoeijmakers. „Stłumiły wzrost, aby zwiększyć swoją odporność w próbie opóźnienia szybkiego starzenia”. Wyjaśnia to również, dlaczego dzieci z niesprawnymi systemami naprawy DNA zwykle nie rosną. Następnie Hoeijmakers przyjął ortodoksyjne podejście do leczenia tego schorzenia — poddał myszy diecie. „Wiemy, że ograniczanie kalorii może opóźniać starzenie się” — zauważa. „Chcieliśmy sprawdzić, czy myszy z defektami naprawy DNA poddane diecie mogą żyć dłużej niż te, które mają nieograniczoną ilość pożywienia”.

Bliżej terapii chorób związanych ze starzeniem się

Dla Hoeijmakersa wyniki były imponujące. Myszy z nieograniczoną ilością pożywienia umierały między 12 a 26 tygodniem, zwykle z powodu neurodegeneracji. Myszy, którym podawano o 30% mniej pożywienia, żyły jednak nawet trzy razy dłużej. „Nie ma wątpliwości, że takie podejście znacznie opóźnia starzenie się” — mówi Hoeijmakers. „Szczególnie znaczące było opóźnienie starzenia neurologicznego”. Zmniejszone spożycie kalorii zastosowano również u kilku dzieci z defektami naprawy DNA. W ciągu kilku miesięcy nastąpiła poprawa wielu funkcji, w tym mowy i mobilności — po prostu w wyniku spożywania mniejszej ilości jedzenia. Hoeijmakers odkrył, że ograniczenie kalorii prowadzi do mniejszych uszkodzeń DNA. Wyniki te mogą zapowiadać nowy rozdział w walce z rzadkimi chorobami związanymi z uszkodzeniami DNA. Mogą one również pomóc w poszukiwaniu skutecznych nowych terapii chorób związanych z wiekiem, takich jak choroba Alzheimera.