Un studiu realizat pe un model de C. elegans arată că echilibrul ARNm-urilor din celule afectează durata de viață

De ce trăiesc unii oameni mai mult decât alții? Genele din ADN-ul nostru sunt importante pentru a ne ajuta să evităm bolile și să ne menținem sănătatea generală, dar diferențele în secvența genomului explică mai puțin de 30% din variația naturală a duratei de viață umane.

Investigarea efectelor îmbătrânirii la nivel molecular ar putea scoate la iveală variațiile duratei de viață, însă colectarea datelor la viteza, scara și calitatea necesare pentru a studia acest lucru la oameni este imposibilă. Așadar, cercetătorii se orientează către viermi (Caenorhabditis elegans). Oamenii au multe asemănări biologice cu aceste mici creaturi, care au, de asemenea, o variație naturală mare a duratei de viață.

Cercetătorii de la Centrul pentru Reglementare Genomică (CRG) au monitorizat mii de viermi genetic identici într-un mediu controlat. Chiar și atunci când dieta, temperatura și expunerea la prădători și agenți patogeni au fost aceleași pentru toți viermii, mulți dintre ei au continuat să trăiască mai mult sau mai puțin decât media.

Studiul a urmărit cauza principală a acestei variații în modificările nivelurilor de ARNm din celulele germinale (celule implicate în reproducere) și celulele somatice (celule care formează corpul). Echilibrul ARNm dintre aceste două tipuri de celule se perturbă sau se „decuplează” în timp, determinând unii indivizi să îmbătrânească mai repede decât alții. Constatările sunt publicate în revista Cell.

Studiul a mai descoperit că amploarea și viteza procesului de decuplare sunt reglate de un grup de cel puțin 40 de gene diferite. Aceste gene joacă multe roluri diferite în organism, de la metabolism la sistemul neuroendocrin. Dar studiul este primul care arată că toate interacționează pentru a determina unii indivizi să trăiască mai mult decât alții.

Dezactivarea unor gene a crescut durata de viață a viermilor, în timp ce dezactivarea altora a scurtat-o. Aceste rezultate sugerează o posibilitate surprinzătoare: diferențele naturale în ceea ce privește îmbătrânirea viermilor pot reflecta aleatoriu în activitatea multor gene diferite, făcând să pară că indivizii au fost supuși dezactivării multor gene diferite.

„Dacă un vierme trăiește 8 sau 20 de zile depinde de diferențe aparent aleatorii în activitatea acestor gene. Unii viermi par a fi pur și simplu norocoși prin faptul că au setul potrivit de gene activate la momentul potrivit”, spune Dr. Matthias Eder, primul autor al lucrării și cercetător la Centrul pentru Reglementare Genomică.

Eliminarea a trei gene — aexr-1, nlp-28 și mak-1 — a avut un efect deosebit de dramatic asupra variației duratei de viață, reducând intervalul de la aproximativ 8 zile la doar 4. În loc să prelungească uniform viața tuturor indivizilor, eliminarea oricăreia dintre aceste gene a crescut semnificativ durata de viață a viermilor cu viață scurtă, în timp ce durata de viață a viermilor cu cea mai lungă viață a rămas practic neschimbată.

Cercetătorii au observat aceleași efecte asupra duratei de viață sănătoase, adică asupra perioadei de viață petrecute în stare de sănătate, mai degrabă decât asupra vieții fizice. Eliminarea uneia dintre gene a fost suficientă pentru a îmbunătăți în mod disproporționat îmbătrânirea sănătoasă la viermii cu o durată de viață redusă.

„Nu este vorba despre crearea de viermi nemuritori, ci despre a face procesul de îmbătrânire mai echitabil decât este acum. Practic, facem ceea ce fac medicii - luăm viermi care ar muri mai devreme decât semenii lor și îi facem mai sănătoși, ajutându-i să trăiască mai aproape de durata lor de viață potențială maximă. Dar facem asta prin vizarea mecanismelor biologice care stau la baza îmbătrânirii, în loc să tratăm doar persoanele bolnave. Acest lucru face, în esență, populația mai uniformă și mai longevivă”, a declarat Dr. Nick Stroustrup, autorul principal al studiului și liderul echipei la Centrul pentru Reglementare Genomică.

Studiul nu abordează motivul pentru care dezactivarea genelor nu pare să aibă un impact negativ asupra sănătății viermilor.

„Mai multe gene pot interacționa pentru a oferi redundanță încorporată după o anumită vârstă. De asemenea, este posibil ca genele să nu fie necesare indivizilor care trăiesc într-un mediu sigur și confortabil, cum ar fi un laborator. În condițiile dure ale sălbăticiei, aceste gene pot fi mai importante pentru supraviețuire. Acestea sunt doar câteva dintre teoriile de lucru”, spune dr. Eder.

Cercetătorii și-au făcut descoperirile dezvoltând o metodă care măsoară moleculele de ARN din diferite celule și țesuturi, combinând-o cu „Lifespan Machine”, un dispozitiv care urmărește simultan întreaga viață a mii de nematode. Viermii trăiesc într-o placă Petri din interiorul mașinii, sub ochiul scanerului.

Dispozitivul filmează nematodele o dată pe oră, colectând o multitudine de date despre comportamentul lor. Cercetătorii intenționează să creeze o mașină similară pentru a studia cauzele moleculare ale îmbătrânirii la șoareci, a căror biologie seamănă mai mult cu cea a oamenilor.