חוקרי CNIO גילו כי תאים שאותתים להם עודף חומרים מזינים עלולים להוביל לתפקוד לקוי של איברים ולדלקות, שעלולות להאיץ את ההזדקנות. באמצעות מודלים של בעלי חיים והשוואות עם דגימות דם אנושיות, הם הראו שהתמקדות בדלקת יכולה להפחית את תסמיני ההזדקנות ולהאריך חיים, עם השלכות על הבנת מחלות הקשורות להזדקנות והשמנה.
חוקרים מגלים שעודף חומרים מזינים בתאים מעוררים דלקת ותפקוד לקוי של האיברים, ומאיצים את ההזדקנות. המחקר שלהם מצביע על כך שהתערבויות בדלקת עשויות לשפר את תוחלת החיים.
ההזדקנות המואצת של האוכלוסייה שלנו מדגישה את הדחיפות להבין את השינויים המולקולריים המתרחשים בגוף לאורך זמן. קומפלקס החלבון mTOR ממלא תפקיד קריטי בתפקודי גוף רבים, במיוחד במטבוליזם. מחקר חדש של חוקרי CNIO מראה שאפילו עלייה קלה בפעילות mTOR יכולה לגרום להזדקנות מוקדמת במודלים של בעלי חיים, ולהפחית את תוחלת החיים שלהם ב-20%.
מחקר זה, שפורסם ב הזדקנות הטבע, מספק תובנות מדוע מחלות הקשורות להזדקנות מחמירות אצל אנשים עם אינדקס מסת גוף גבוה, אינדיקטור להשמנה ודלקת. זה גם מסביר מדוע הגבלת קלוריות, הידועה בהארכת תוחלת החיים בבעלי חיים, מקדמת הזדקנות בריאה על ידי הפעלת גנים ספציפיים המקיימים אינטראקציה עם mTOR.
בנוסף, המחקר מציג כלי מחקר חדש שנועד "לחקור את הקשר בין עלייה ברכיבים תזונתיים והזדקנות של איברים שונים", על פי הסופר הראשי Alejo Efeyan, העומד בראש קבוצת המטבוליזם ואיתות התא במרכז הלאומי לחקר הסרטן (CNIO) .
מניפולציה של mTOR במודלים של בעלי חיים
הפעילות של קומפלקס החלבון mTOR מווסתת בהתאם לכמות החומרים התזונתיים הזמינים בתא. המחברים פיתחו שיטה לתמרן פעילות mTOR במודלים של בעלי חיים על ידי מיקוד לחלבון שמאותת לרמות חומרי הזנה ל-mTOR. על ידי שינוי גנטי של חלבון זה כדי לדמות רמות גבוהות יותר של חומרים מזינים, הם הפעילו את mTOR להפעיל את המסלול שלו כאילו החיות צורכות יותר מזון, למרות שהתזונה שלהם בפועל נותרה ללא שינוי.
אנה אורטגה-מולינה, סופרת ראשית וחוקרת נוכחית במרכז לביולוגיה מולקולרית של סברו אוצ'ואה, ואלח'ו אפייאן, סופרת בכירה, מקבוצת CNIO מטבוליזם ואיתות תאים. קרדיט: אנטוניו טברנרו /CNIO
ההשלכות של פעילות mTOR משופרת
כאשר בעלי חיים עם החלבון המשתנה מגיעים לבגרות, התפקודים התאיים שלהם מתחילים להידרדר, מה שמוביל לתסמיני הזדקנות כמו עור דק יותר ונזק לאיברים כמו הלבלב, הכבד והכליות. תאי מערכת החיסון באים לתקן אותם אך מוצפים מכמות הנזק. הם מצטברים ובמקום לתקן, מעוררים דלקת שמגבירה עוד יותר את הבעיות באותם איברים.
מעגל זה של נזקים ותיקון לא יעיל מקצר את תוחלת החיים של בעלי החיים ב-20%, שווה ערך לכ-16 שנים בבני אדם.
אמצעים טיפוליים פוטנציאליים
החוקרים שאפו לשבש את המחזור הזה על ידי עיכוב התגובה החיסונית שגורמת לדלקת. כתוצאה מכך, נזק לאיברים השתפר מספיק כדי לזכות במה שאצל בני אדם יהיו כמה שנות חיים.
הסופרת הראשונה אנה אורטגה-מולינה, המנהלת את המעבדה למטבוליזם בסרטן והזדקנות ב-CBM, מציינת כי פעולה על דלקת כרונית היא "אמצעי טיפולי פוטנציאלי השולט בהידרדרות הבריאות".
השלכות אנושיות פוטנציאליות
כאשר קבוצת CNIO תמרנה את mTOR כדי לדמות עודף של חומרים מזינים, השינויים שנוצרו שיקפו את אלה שנראו בהזדקנות טבעית. הם השוו את המודל שלהם למושבות של עכברים מזדקנים באופן טבעי, כולל גם את המודל שלהם וגם את אלה שמתוחזקים על ידי המכון הלאומי להזדקנות (NIA).
לדוגמה, פעילותם של הליזוזומים, שהם האברונים שבעזרתם התא מסיר וממחזר את הפסולת שלו, מופחתת הן בבעלי חיים מזדקנים באופן טבעי והן בבעלי חיים מהונדסים גנטית. "כשיש עודף של חומרים מזינים זה הגיוני שהתא משבית את פעילות המיחזור של הליזוזומים, כי המחזור הזה פועל במיוחד כשאין חומרים מזינים", אומר אפיאן.
ירידה זו בפעילות הליזוזומלית מתרחשת גם בהזדקנות אנושית, כפי שאומתה על ידי הקבוצה מאוניברסיטת ולנסיה כאשר דגימות דם מנוגדות מצעירים ומבני שבעים.
כלי חדש
מעבר למאמר זה, אפיאן מאמין שמודל החיות החדש הזה מציע "קרקע פורייה מספקת לשאול שאלות נוספות על האופן שבו עלייה ברכיבים תזונתיים, או האיתות שלהם, מקלים על תהליכים באיברים השונים המאפשרים לנו להבין את ההזדקנות שלהם במיוחד. או, למשל, לחקור את הקשר עם מחלות נוירודגנרטיביות, כי ישנה דלקת כלשהי במערכת העצבים המרכזית. זה כלי שהרבה יותר אנשים יכולים להשתמש בו".
מחברים שותפים נוספים כוללים את רפאל דה קאבו מהמכון הלאומי להזדקנות (NIA) בבת'סדה, ארה"ב, Consuelo Borrás ודניאל מונלאון, מאוניברסיטת ולנסיה, ומריה קזנובה-אסבס, ראש קבוצת החסינות נגד סרטן ב-CNIO.
עבודה זו מומנה, בין היתר, על ידי המשרד הספרדי למדע, חדשנות ואוניברסיטאות, סוכנות המחקר הספרדית, הקרן האירופית לפיתוח אזורי, הקרן המדעית של האגודה הספרדית נגד חקר הסרטן, קרן הבנקאות "לה קאישה", אוליביה רודום אונקולוגיה מענק מחקר, תוכנית מחקר תוך-מוורי ב-NIA, המכונים הלאומיים לבריאות. Yurena Vivas, אחת הכותבות, הנהנה מחוזה CNIO Friends הממומן על ידי קרן דומינגו מרטינז.
