Komórki przestają się dzielić po określonej liczbie podziałów, a także pod wpływem czynników takich, jak stres oksydacyjny, uszkodzenie DNA i skrócenie telomerów pokrywających końce chromosomów. Proces, który odbiera komórkom możliwość namnażania, nazywamy starzeniem komórkowym. Jest on ważny, ponieważ zapobiega powielaniu komórek uszkodzonych oraz ich przekształcaniu się w komórki nowotworowe. Ten naturalny proces przyczynia się jednak również do starzenia się i chorób związanych z wiekiem, jak miażdżyca czy nowotwory.

Dotychczas stosowane w warunkach laboratoryjnych metody wprawdzie odwracają proces starzenia komórkowego, ale również osłabiają regenerację tkanek lub mogą wywołać zmiany typu nowotworowego.

Szukając mechanizmów, które pozwoliłyby odwrócić proces starzenia się komórek, profesor Kwang-Hyun Cho z Wydziału Inżynierii Bio i Mózgu KAIST oraz jego współpracownicy zebrali informacje z literatury i baz danych na temat związanych z tym starzeniem procesów molekularnych. Wykorzystali również wyniki własnych badań nad procesami związanymi z namnażaniem, stanem spoczynku (nierozdzielająca się komórka, która może ponownie wejść do cyklu komórkowego) i starzeniem się fibroblastów skóry, typu komórek znanego z naprawy ran.

Na tej podstawie opracowane zostały symulacje modelujące interakcje pomiędzy cząsteczkami, które pozwoliły zidentyfikować enzym zwany PDK1, potencjalnie mogący odwracać starzenie komórkowe.

Działanie enzymu zostało zbadane w inkubowanych starzejących się fibroblastach skóry i trójwymiarowych modelach tkanek odpowiadających skórze. Odkryli, że blokowanie PDK1 doprowadziło do zahamowania dwóch dalszych cząsteczek sygnałowych, co z kolei przywróciło komórkom zdolność do powrotu do cyklu komórkowego. Warto zauważyć, że komórki zachowały zdolność do regeneracji zranionej skóry bez namnażania w sposób, który mógłby prowadzić do złośliwej transformacji.

Naukowcy zalecają przeprowadzenie dalszych badań na narządach i organizmach w celu określenia pełnego efektu hamowania PDK1. Ponieważ gen kodujący PDK1 ulega nadekspresji w niektórych nowotworach, autorzy badań spodziewają się, że jego hamowanie będzie miało zarówno działanie przeciwstarzeniowe, jak i przeciwnowotworowe.

Zdaniem koreańskich naukowców uzyskane wyniki pozwalają lepiej zrozumieć złożony mechanizm starzenia się komórek i opracować sposoby zapobiegania chorobom związanych z wiekiem.

„Nasze badania otwierają drzwi dla nowej generacji, która postrzega starzenie się jako odwracalne zjawisko biologiczne” - powiedział prof. Kwang-Hyun Cho z Wydziału Inżynierii Bio i Mózgu KAIST, który kierował badaniami.(PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ zan/