Starzenie to nie tylko siwe włosy i zmarszczki – to proces postępującego uszkodzenia naszego materiału genetycznego, który z czasem prowadzi do nieodwracalnych zmian w tkankach i organach, szczególnie w mózgu. Teraz zespół pod kierunkiem dr Siny Shadfara z Macquarie University odkrył, że naturalnie występujący w ludzkich komórkach enzym disulfidoizomeraza białek (PDI) może być kluczem do cofnięcia tego procesu.
Czytaj też: Polacy odkryli, jak komórki rozpoznają dwuniciowe RNA i decydują, czy wszczynać alarm
Dr Sina Shadfar mówi:
Każdego dnia poszczególne komórki cierpią z powodu tysięcy drobnych uderzeń w swoje DNA – zarówno z wnętrza naszych ciał, jak i ze strony stresorów środowiskowych, takich jak zanieczyszczenia czy promieniowanie UV. Zazwyczaj organizm reaguje szybko. Jednak wraz z wiekiem mechanizmy naprawcze słabną, co pozwala na narastanie uszkodzeń. PDI może tę funkcję przywrócić – i to nie w sposób ogólny, lecz precyzyjny, celując w najbardziej wrażliwe komórki układu nerwowego.
Niepozorne białko jak podwójny agent
Enzym PDI znany było dotąd głównie z roli pomocniczej – pomagał fałdować białka w cytoplazmie komórki. Ale zespół z Macquarie University odkrył, że potrafi on „przenieść się” do jądra komórkowego i tam pełnić znacznie ważniejszą funkcję – naprawiać jedno z najgroźniejszych uszkodzeń genetycznych: podwójne pęknięcia nici DNA. To właśnie te pęknięcia, jeśli nie zostaną usunięte, prowadzą do śmierci komórek – szczególnie w mózgu, gdzie neurony nie dzielą się i nie regenerują tak, jak inne komórki ciała.
Czytaj też: Melatonina a naprawa DNA. Odkryto nowe korzyści dla pracowników nocnych zmian
W badaniach laboratoryjnych, opisanych w czasopiśmie Ageing Cell, zarówno na ludzkich komórkach rakowych, jak i na komórkach mózgu myszy, usunięcie PDI skutkowało dramatycznym spadkiem zdolności naprawczych. Wprowadzenie go z powrotem – przywracało je. Potwierdzono to również in vivo, u żywych ryb z gatunku danio pręgowanego – zwiększenie poziomu PDI chroniło je przed uszkodzeniami DNA typowymi dla starzenia.
PDI nie jest jednak bohaterem bez skazy. W przeszłości badania onkologiczne wykazały, że nowotwory potrafią wykorzystywać jego zdolność naprawczą do ochrony własnych komórek przed leczeniem. To sprawia, że PDI działa jak molekularny „podwójny agent” – wspomaga zdrowe komórki, ale też pomaga przetrwać tym, które powinny zostać zniszczone. Dlatego też ewentualne terapie oparte na PDI będą musiały być niezwykle precyzyjne. Celem nie będzie ogólna aktywacja tego białka, lecz selektywne kierowanie jego działania tylko tam, gdzie jest rzeczywiście potrzebne – do neuronów, a nie do guzów.
Aby osiągnąć ten poziom precyzji, dr Shadfar i jego zespół sięgają po technologię, która przeszła chrzest bojowy w czasie pandemii – mRNA. To właśnie ta platforma, znana z opracowania szczepionek przeciw COVID-19, stała się podstawą nowej terapii genowej, która ma aktywować PDI tylko w komórkach mózgowych.
Projekt ten, wspierany przez organizację FightMND kwotą 300 tys. dolarów australijskich, jest pierwszym w kraju podejściem opartym na mRNA do leczenia stwardnienia zanikowego bocznego (MND) z wykorzystaniem mechanizmów związanych ze starzeniem. Terapia ma nie tylko łagodzić objawy, ale także interweniować na poziomie komórkowym zanim dojdzie do nieodwracalnych zmian.
Choć koncepcja poprawy mechanizmów naprawy DNA w celu spowolnienia starzenia nie jest nowa, to dotąd żadne podejście genetyczne nie trafiło do kliniki. Teraz, dzięki badaniom z Macquarie University, perspektywa ta staje się coraz bardziej realna. Dr Shadfar nie ukrywa ambicji – celem nie jest już tylko łagodzenie skutków starzenia, lecz jego aktywne powstrzymanie.
W obliczu starzejącego się społeczeństwa, takie podejście może okazać się nie tylko rewolucyjne biologicznie, ale też konieczne społecznie. Do 2050 r. co czwarty Australijczyk będzie miał ponad 65 lat. Przypadki choroby Alzheimera i choroby Parkinsona – najszybciej rosnącego schorzenia neurologicznego – podwoją się w ciągu najbliższych 20 lat. Z kolei zgony z powodu MND wzrosły w Australii o 250 proc. w ciągu zaledwie trzech dekad.
Odkrycie PDI jako regulatora naprawy DNA w neuronach to nie tylko nowy rozdział w biologii starzenia – to potencjalny początek całej epoki terapii regeneracyjnych. W połączeniu z innymi przełomami – jak terapie telomerazowe, eliminacja komórek starzejących się (senolityki) czy reprogramowanie epigenetyczne – może to doprowadzić do momentu, w którym nie tylko będziemy dłużej żyć, ale też dłużej pozostaniemy zdrowi.
