Amerykańskim badaczom z Houston Methodist Hospital udało się znaleźć nową metodę zatrzymania poważnej choroby genetycznej - Progeria, która charakteryzuje się przedwczesnym szybkim starzeniem się organizmu. Stwierdzono, że hipotetycznie stan pacjentów można poprawić, stosując substancje skierowane na telomery (obszary chromosomów, które skracają się z wiekiem), a nie na wadliwy gen.
Progeria to bardzo rzadka choroba. Istnieje postać dziecięca (zwana zespołem Hutchinsawa-Guildforda) i dorosła (zwana zespołem Wernera). Badanie przeprowadzone przez naukowców z Holandii sugeruje, że około jedno dziecko na cztery miliony ludzi jest dotknięte tą chorobą. W sumie na świecie zarejestrowano około 140 przypadków, ale jednocześnie naukowcy są przekonani, że jest to dalekie od pełnego obrazu, a przypadków jest co najmniej dwa razy więcej. Dzieci cierpiące na progerię z reguły nie dożywają dorosłości.
Są jednak wyjątki. A więc w szczególności muzyk i artysta z RPA Leon Botha zmarł w wieku 26 lat. Prowadził dość aktywny tryb życia, zajmował się didżejowaniem, występował w teledyskach, a także organizował wystawy sztuki. Współpracował także z grupą hip-hopową Die Antwoord. W wieku 20 lat przeszedł udaną operację serca. Ta operacja była profilaktyczna i została wykonana w celu zapobieżenia atakom miażdżycy. Na około rok przed śmiercią Botha doznała udaru, po którym jego stan zdrowia znacznie się pogorszył.
Według naukowców główną przyczyną dziecięcej postaci progerii jest przypadkowa mutacja w obrębie genu LMNA, który jest odpowiedzialny za syntezę białka prelaminy A, która bierze udział w tworzeniu blaszki - wewnętrznej błony jądra komórkowego. Ta błona ma ogromne znaczenie w procesie kopiowania DNA i podziału komórek. Ponadto powłoka ta zapewnia poziom substancji, które są niezbędne do naprawy uszkodzonego DNA. W przypadku, gdy gen LMNA jest uszkodzony, powstaje uszkodzony analog prelaminy A, progeryna, która nie może stać się częścią błony jądrowej. Ostatecznie powłoka zostaje osłabiona i nie może już zapewniać wystarczającego wsparcia strukturalnego dla jądra. W ten sposób komórki tracą zdolność do normalnego podziału.
Ma to negatywny wpływ na cały organizm dziecka, zaburzenia ogólnoustrojowe objawiają się od urodzenia, ale mimo to chorobę można stwierdzić dopiero po kilku latach. Włosy dziecka zaczynają wypadać, twarz nabiera specyficznych cech (mała szczęka, spiczasty nos, duże oczy), skóra staje się cieńsza, dochodzi do zaniku mięśni, uszkodzenia narządów wewnętrznych i naczyń krwionośnych. Wszystkie te zmiany są wynikiem szybkich zmian molekularnych wywoływanych przez mutacje w pojedynczym genie. Pacjent cierpiący na progerię umiera z powodu niewydolności nerek lub powikłań miażdżycy.
Jednak naukowcom nie spieszy się z utożsamianiem Progerii ze starzeniem się. Niektóre choroby starcze nie są typowe dla osób z zespołem Hutchinsona-Guildforda. Z reguły tacy pacjenci nie cierpią na demencję, nie stają się bardziej podatni na chorobę zwyrodnieniową stawów czy raka. Jednocześnie pewne zmiany patologiczne, nawet te na poziomie molekularnym, są bardzo podobne do tych, które zachodzą w organizmie osób starszych. W przypadku progerii obserwuje się skracanie telomerów (są to końce chromosomów, które są odpowiedzialne za ochronę genów przed uszkodzeniem spowodowanym terminalną niedoreplikacją).
Niedostateczna replikacja terminalna jest częstym zjawiskiem podczas kopiowania DNA. Enzym polimeraza DNA nie może od samego początku syntetyzować kopii DNA. Tak więc nowe chromosomy są nieco krótsze niż ich poprzednicy. W przypadku komórek może to być prawdziwa katastrofa, ale tylko wtedy, gdy utracone zostaną ważne części genów. Jednak zdaniem naukowców chromosomy mają specjalne „czapki” - telomery, które nie niosą żadnych ważnych informacji. W procesie zastępowania jednej generacji komórek inną, telomery są stopniowo skracane. Jest całkiem oczywiste, że taki proces nie może trwać w nieskończoność. Telomery w pewnym momencie stają się zbyt krótkie, więc nie mogą już chronić ważnego DNA przed uszkodzeniem.
Długość telomerów dopuszcza określoną maksymalną liczbę podziałów komórek, co jest powszechnie nazywane limitem Hayflicka. Dla komórek ludzkiego ciała granica ta wynosi 52. Gdy komórki zbliżają się do tej granicy, nabierają oznak starzenia, a następnie umierają. Komórki z aktywnym enzymem telomerazy, telomery, mają zdolność wydłużania się, co teoretycznie czyni je nieśmiertelnymi (jako przykład można wymienić komórki rakowe). Jednocześnie wciąż niejasny jest związek między starzeniem się całego organizmu a skracaniem telomerów. Niektóre badania wykazały, że długość życia i długość telomerów nie są ze sobą powiązane. Jednak w badaniach naukowych przeprowadzonych przez specjalistów z hiszpańskiego Narodowego Instytutu Raka udowodniono, że po wstrzyknięciu myszom genu telomerazy oczekiwana długość życia wzrosła o 13 procent.
Film promocyjny:
Zatem długość telomerów nadal ma określony związek z ogólnym starzeniem się organizmu. Ale to połączenie nie jest bezpośrednie. Wskazują na to również wyniki badań naukowców ze Stanów Zjednoczonych. Odkryli, że stan komórek ze zmutowanym genem LMNA można poprawić za pomocą telomerazy. Do podobnych wniosków doszli naukowcy po umieszczeniu materiału odpowiedzialnego za syntezę polimerazy w komórkach izolowanych od chorych dzieci. Ta terraria była bardziej skuteczna niż wcześniej prowadzona. Różne markery starzenia się komórek stały się mniej wyraźne, w szczególności zmniejszyła się liczba białek zapalnych. Ponadto niektóre znaczniki całkowicie zniknęły.
Jak zauważyli naukowcy, w najbliższych latach mogą pojawić się badania z udziałem człowieka. Istniejące obecnie metody terapii są nieskuteczne i mogą przedłużyć życie osób cierpiących na progerię zaledwie o kilka lat.