211service.com
Genetická fontána mládí
Vyřazením genu zapojeného do důležité biochemické signální dráhy vědci objevili způsob, jak napodobit dobře známé výhody kalorického omezení proti stárnutí, což umožňuje myším žít delší a zdravější život. Toto zjištění, zveřejněné dnes online v Věda , nabízí slibný lékový cíl pro boj s mnoha zdravotními problémy spojenými se stárnutím.
Stroje na stárnutí: Myši postrádající funkční verzi protein S6 kinázy 1, důležitého regulátoru reakce těla na dostupnost živin, žijí déle a zdravěji než jejich normální protějšky. Myši vlevo chybí protein.
Tento výzkum ukazuje cestu k potenciálním farmakologickým přístupům k léčbě nemocí souvisejících se stárnutím u lidí, říká hlavní autor Dominic Withers , profesor diabetu a endokrinologie na University College London.
Opravdu to definuje jako cestu, která ovlivňuje stárnutí od kvasinek až po savce, což je podle mě docela nápadné, říká Matt Kaeberlein , profesor patologie na University of Washington a spoluautor komentáře doprovázejícího novou studii.
Již dlouho je známo, že kalorické omezení prodlužuje životnost a snižuje výskyt nemocí souvisejících s věkem u celé řady organismů, od kvasinek a škrkavek až po hlodavce a primáty. Jak přesně nutričně kompletní, ale radikálně omezená strava dosahuje těchto výhod, zůstalo nejasné. Nedávno však několik studií nabídlo důkazy, že klíčovou roli může hrát konkrétní signální dráha zahrnující protein nazývaný cíl rapamycinu (TOR). Tato dráha funguje jako jakýsi potravinový senzor, který pomáhá regulovat metabolickou reakci těla na dostupnost živin.
Withers a kolegové si všimli, že mladé myši s deaktivovanou verzí protein S6 kinázy 1 (S6K1), která je přímo aktivována TOR, se silně podobaly myším s omezeným příjmem kalorií: byly štíhlejší a měly větší citlivost na inzulín než normální myši. Vědci přemýšleli, zda tyto výhody přetrvají do středního a pozdního věku a zda myši budou žít déle.
Aby to zjistili, vyšlechtili dvě velké skupiny knockout myší, kterým chyběla funkční verze genu pro S6K1. Jedna skupina žila své životy nerušeně, což poskytlo měřítko přirozené délky života skupiny. Druhá skupina byla podrobena rozsáhlému testování kognitivní a motorické výkonnosti a metabolického zdraví.
U myších samic byly výsledky hluboké. Vyřazené samice žily podstatně déle než jejich normální protějšky. Po 600 dnech – myší ekvivalent lidského středního věku – vynikli v testech motorického výkonu a překonali normální myši v úkolech vyžadujících rovnováhu, sílu a koordinaci. Byli také zvídavější a ochotnější prozkoumávat nová prostředí, což naznačovalo zlepšené kognitivní funkce. Fyziologická měření také poukázala na lepší zdraví: knockoutované myši měly silnější kosti, lepší citlivost na inzulín a robustnější imunitní buňky. Zatímco samci knockout myší neměli prodlouženou životnost, měli stejnou řadu zdravotních výhod jako samice.
Přidali jsme život k jejich letům, stejně jako roky k jejich životu, říká Withers.
Účinky deaktivace S6K1 byly podobné účinkům kalorické restrikce, i když méně výrazné. Samice myší bez S6K1 žily až o 20 procent déle než normální myši; prodloužení životnosti s kalorickým omezením může dosáhnout 50 procent. To pravděpodobně znamená, že odstranění S6 kinázy nezachycuje všechny účinky kalorického omezení, říká Withers, ale rozsah zdravotních přínosů je podobný.
Withersova zjištění následují po studii zveřejněné v červenci, která ukázala, že lék rapamycin – který zasahuje do stejné dráhy inhibicí TOR – prodlužuje životnost u myší. Ačkoli měl rapamycin výrazný účinek na dlouhověkost a zdraví, potenciál léku u lidí je omezen jeho silnými imunosupresivními účinky. (Rapamycin se již používá k prevenci odmítnutí orgánu u pacientů po transplantaci.) Přímé cílení na S6K1 – účinné vynechání TOR, který působí na řadu dalších proteinů – může tento nebezpečný vedlejší účinek obejít.
Vybrali jsme jeden z následných cílů rapamycinu, S6K1, a zdá se, že máme mnoho výhod bez větších vedlejších účinků, říká Withers.
Nová studie také implikovala protein AMPK, složku TOR dráhy ještě dále po proudu než S6K1, jako klíčový potenciální cíl léku. Role AMPK je obzvláště zajímavá, protože je aktivován metforminem, široce předepisovaným lékem pro léčbu diabetu 2. typu. Withers říká, že to znamená, že v příštích několika letech bude možné navrhnout klinické studie, které by otestovaly schopnost metforminu předcházet nebo léčit nemoci související s věkem.
V budoucích studiích Withers a jeho kolegové doufají, že začnou objevovat podrobnosti o spojení mezi signalizací TOR a stárnutím. Na základě nového článku a dalších nedávných studií je stále jasnější, že vhození klíče do dráhy TOR může mít silné účinky na proces stárnutí u široké škály druhů. A zdá se pravděpodobné, že kalorická restrikce dosáhne svých výhod částečně tím, že se napojí na cestu TOR. Ale zatím není jasné, proč tomu tak je.
Je známo, že dráha TOR funguje jako druh palivoměru, který snímá dostupnost živin a reaguje tím, že mění, jak efektivně jsou proteiny vyráběny. Například, když je jídlo vzácné, cesta TOR reaguje omezením syntézy proteinů. Jednou z hypotéz podle Kaeberleina je, že zatímco produkce proteinů je celkově snížena, malá podskupina proteinů může být ve skutečnosti upregulována. Je to dost spekulativní, říká, ale identifikace funkcí těchto několika vybraných proteinů by mohla vést k novým poznatkům o tom, jak stárnutí funguje.