AMERIČKI znanstvenici objavili su da su uspjeli produžiti život miševa i učiniti ga zdravijim tako što su životinjama presadili gen koji se smatra važnim za dugovječnost i zdravlje golokrtičastih štakora.

Produžavanje života, a osobito poboljšanje kvalitete života u starosti, danas je jedan od svetih gralova medicine, među ostalim upravo zato što ljudi sve duže žive.

Što je golokrtičasti štakor i zašto je važan?

Golokrtičasti štakor je glodavac iz porodice krtičastih štakora raširenih u subsaharskoj Africi. Veličine su miševa, žive pod zemljom i gotovo su slijepi, a ime su dobili po tome što im je koža gotovo potpuno gola, naborana i bez dlaka.

Poznati su po dugovječnosti i iznimnoj otpornosti na bolesti povezane sa starenjem, zbog čega već godinama privlače pozornost znanstvene zajednice. Za razliku od mnogih drugih vrsta, oni tijekom starenja rijetko obolijevaju od neurodegenerativnih bolesti, kardiovaskularnih bolesti, artritisa i zloćudnih tumora. Žive 40-ak godina, što je desetak puta duže od bliskih "rođaka", miševa.

Potvrda principa produženja života presađivanjem gena

U novoj revolucionarnoj studiji znanstvenici sa Sveučilišta u Rochesteru uspjeli su gen dugovječnosti iz golokrtičastih štakora presaditi miševima, čime su poboljšali njihovo zdravlje i produžili im život za 4.4%.

Ovim pothvatom otvorili su uzbudljive mogućnosti za otkrivanje tajni starenja i produljenje ljudskog životnog vijeka.

"Naša studija pruža dokaz načela da se jedinstveni mehanizmi dugovječnosti koji su se razvili u dugovječnim vrstama sisavaca mogu izvoziti kako bi se produžio životni vijek drugih sisavaca", rekla je Vera Gorbunova, profesorica biologije i medicine na Rochesteru.

U studiji predstavljenoj u časopisu Nature tim je uspješno prenio gen nmrHas2 odgovoran za stvaranje hijaluronske kiseline visoke molekularne težine (HMW-HA) s golokrtičastih štakora na miševe.

Što je hijaluronska kiselina?

Naše tijelo izgrađuju stanice i tzv. izvanstanična tvar koja tkivima daje finu mekoću i jedrost. U izvanstaničnoj tvari nalaze se različite molekule od kolagena, minerala u kostima do više vrsta ugljikohidrata.

Janoš Terzić, voditelj Laboratorija za tumorsku biologiju i pročelnik Katedre za imunologiju na Medicinskom fakultetu u Splitu, kaže da je hijaluronska kiselina ugljikohidratna komponenta građena od ponavljanja D-glukuronske kiseline i N-acetilglukozamina.

"Tih ponavljanja može biti manje ili više, a što ih je više to su, kako studije pokazuju, učinkovitiji u očuvanju zdravlja i produžavanju života. Golokrtičasti štakori imaju najduže hijaluronske kiseline koje im smanjuju upale koje su u podlozi svih kroničnih bolesti te neutralizira kisikove radikale", kaže Terzić.  

Gdje se sve koristi hijaluronska kiselina?

Hijaluronska kiselina posljednjih je godina postala prilično uvriježen termin, osobito u kozmetičkoj industriji.

Terzić kaže da je ona važna komponenta međustanične tvari kože i hrskavica.

"Stoga su jasna komercijalna nastojanja da se kremice i tablete s hijaluronskom kiselinom prikaže važnim elementom u održavanju kože mladolikom i zglobnih hrskavica zdravima. Koliko hijaluronske kiseline iz kremica i tableta uistinu dospijeva tamo gdje želimo i pomaže li, teško je kazati, pretpostavljam da se dogodi vrlo malo od onoga što se navodi u reklamama", tumači splitski znanstvenik. 

Presađivanje gena

Autori u sažetku studije tvrde da je presađivanje gena u miševe dovelo do povećanja razina hijalurona u nekoliko tkiva, do manje učestalosti spontanog i induciranog raka, do produljenja životnog vijeka te do poboljšanog zdravstvenog stanja.

Ističu da je najznačajnija promjena primijećena u miševa s genom nmrHas2 bila slabljenje upalnih procesa u više tkiva.

Znanstvenici su već ranije otkrili da je hijaluronska kiselina HMW-HA odgovorna za neobičnu otpornost na rak golokrtičnjaka koji u svojim tkivima imaju oko deset puta više razine HMW-HA nego ljudi ili miševi.

Kada su Gorbunova i njezini suradnici, koji već godinama rade na istraživanju golokrtičnjaka, iz njihovih stanica uklonili HMW-HA, tumori su se i kod njih počeli javljati učestalije.

Potaknuti ovim rezultatima, pokušali su utvrditi mogu li se oni reproducirati kod drugih životinja.  

Prijenos gena koji proizvodi HMW-HA

Tim je genetski modificirao model miša kako bi proizveo verziju gena koji se naziva hijaluronan sintaza 2 odgovornog za stvaranje proteina koji proizvodi kiselinu HMW-HA. Iako svi sisavci imaju gen hijaluronan sintazu 2, čini se da je verzija golokrtičnjaka poboljšana te da potiče jaču ekspresiju gena.

Kako se miševi modificiraju?

Terzić kaže da je tehnologija presađivanja gena stara četrdesetak godina.

"Jednostavno rečeno, gen koji se izdvojio iz golokrtičnih štakora ubaci se u oplođene stanice - zigote miša, nakon čega novonastali miš ima funkcionalan gen golokrtičnog štakora. Ubačeni gen u mišu proizvodi dugačke hijaluronane koji su u mišu pokazali iste učinke - popravili su mu zdravlje i produžili život", tumači.

Odlični rezultati presađivanja

Znanstvenici su otkrili da su miševi koji su imali verziju gena kakvu imaju golokrtičnjaci imali bolju zaštitu od spontanih tumora i kemijski induciranog raka kože. Modificirani miševi također su imali poboljšano opće zdravlje i živjeli su dulje u usporedbi s običnim miševima. Kako su miševi s unaprijeđenom verzijom gena starili, također su imali manje upalnih procesa u različitim dijelovima tijela i bolje zdravlje crijeva.

Treba istaknuti da su upalni procesi obilježje starenja te da su često temelj za razvoj tumora.

Kako upale uzrokuju rak?

Terzić tumači da je upala obrambena reakcija organizma na oštećenja, npr. infekcije, opekline i sl.

"Kratkotrajna, tzv. akutna upala je korisna jer omogućava uništavanje mikroba koji uzrokuje upalu pluća ili slično te pokreće cijeljenje ozlijeđenog tkiva. Ali ako upala dugo traje, ako je kronična, onda kemikalije koje se stvaraju pri takvoj upali oštećuju tkivo. Primarno, kisikovi i dušikovi radikali oštećuju gene, odnosno DNA, što može inicirati tumor, a kronična upala putem izlučivanja raznih proteina, tzv. citokina, potiče ostale aspekte tumorigeneze poput umnažanja stanica, otpornosti tih stanica na staničnu smrt, metastaziranje itd.", kaže Terzić.

Važno je razumjeti kako funkcionira taj mehanizam

Trebat će provesti dodatna istraživanja kako bi se utvrdilo zašto točno HMW-HA ima takve korisne učinke, no znanstvenici vjeruju da je to zbog sposobnosti ove kiseline da izravno regulira imunološki sustav.

Terzić kaže da je važno saznati kako se točno nešto odvija u ovom mehanizmu jer će to omogućiti bolje manipuliranje sustavom.

"Na primjer, vjerojatno se u čovjeka neće moći ubacivati geni kao u miša, ali ako znamo mehanizam i nekoliko ključnih mjesta u sintezi HMW-HA, onda se može osmisliti lijek koji će nam omogućiti stvaranje zaštitnog HMW-HA", ističe. 

Moguće vrelo mladosti za ljude?

Nalazi studije otvaraju nove mogućnosti za istraživanje kako bi se HMW-HA mogao koristiti za produljenje životnog vijeka i smanjenje bolesti povezanih s upalom kod ljudi.

"Trebalo nam je 10 godina od otkrića HMW-HA u golokrtičnjacima do toga da pokažemo da HMW-HA poboljšava zdravlje kod miševa", kaže Gorbunova.

"Naš sljedeći cilj je prenijeti ovu korist na ljude", dodala je.

Tim vjeruju da se taj cilj može ostvariti na dva načina: ili usporavanjem razgradnje HMW-HA ili povećanjem sinteze HMW-HA.

Autori ističu da su već identificirali molekule koje usporavaju razgradnju hijalurona te da ih već testiraju u pretkliničkim ispitivanjima, što znači na tkivima u laboratorijima i na životinjskim modelima.

Zdravije starenje

Terzić smatra da je na ovo otkriće realnije gledati kao na mogući put u zdravije starenje, odnosno da doživimo 90 godina bez ozbiljnijih bolesti.

"U istraživanje starenja ulaže se sve više sredstava i sigurno će slijediti otkriće drugih procesa važnih u starenju, poput nedavnog otkrića D. Sinclara s Harvarda koji tvrdi da je metilacija DNA osnovni uzrok starenja. Neki istraživači starenje smatraju bolešću i kao takvo ga proučavaju. A za bolest treba pronaći lijek, zar ne? Znakovito je da je Svjetska zdravstvena organizacija ove godine starenje svrstala među bolesti", zaključuje naš znanstvenik.