Wykłady w PIASA. O procesie starzenia się organizmu

63

Czy możemy zwolnić, zatrzymać, a nawet odwrócić proces starzenia? Pod takim tytułem w ostatni czwartek marca odbyło się spotkanie w siedzibie Polskiego Instytutu Naukowego na Manhattanie, poświęcone pasjonującej tematyce związanej z cechami, przyczynami, skutkami i ewentualnym działaniem zapobiegawczym procesu starzenia.

Spotkanie otworzyła dyrektor wykonawcza PIASA dr Bożena Leven, a dalszą część poprowadził dr Włodek Mandecki, który jest członkiem zarządu tego Instytutu. Uczestnicy spotkania mogli zapoznać się z wynikami badań dwóch naukowców: prof. Zbigniewa Darzynkiewicza – dyrektora Brander Cancer Institute w New York Medical College, Valhalla, NY, i prof. Radka Dobrowolskiego z Rutgers University w Newarku, NJ.
Dr Radek Dobrowolski – przedstawiciel młodego pokolenia polskich naukowców, które bez barier dawnego systemu politycznego w Polsce może studiować i pracować na zagranicznych uniwersytetach – wprowadził słuchaczy w ogólną problematykę starzenia i jego nie tylko skutków biologicznych, ale również schorzeń, które się ze starzeniem organizmu wiążą, jak: choroby układu krążenia, nowotwory i choroby układu nerwowego. Proces starzenia, co ciekawe, ma różne tempo wśród gatunków zwierzęcych – np. mysz żyje średnio zaledwie 2 lata, natomiast podobny do niej wielkością nietoperz aż 50 lat. Znanym w wyniku badań naukowych faktem jest tylko określona liczba możliwości podziału komórek organizmu. Chromosomy, które w naszych komórkach mają zakończenia zwane telomerami, mogą uczestniczyć w podziałach komórkowych w żyjącym organizmie zaledwie określoną ilość czasu, albowiem długość telomerów skraca się za każdym ich podziałem. To jest tylko jeden element przyczyn, z powodu których czas życia naszych komórek jest ograniczony. Istotnym elementem tempa starzenia się organizmu i czasu życia (life span) są uwarunkowania genetyczne. Pierwszym genem (jednostka dziedziczności), o którym wspomniał Radek Dobrowolski w odniesieniu do procesu starzenia się organizmu i czasu życia, jest daf-2, który – o ile będzie laboratoryjnie zmieniony (zmutowany) – czas życia przedłuży dwukrotnie. Tego typu badań i informacji jest już wiele. Jakie są inne kierunki badań dotyczące starzenia się organizmu? Naukowcy zajmują się intensywnie drogami przemian metabolicznych w komórkach, które mają znaczenie w narastaniu procesu starzenia. Jednym z elementów tej drogi jest mTOR, na który można oddziaływać związkami chemicznymi. Jednym z takich związków hamujących mTOR jest rapamycyna, stosowana w praktyce klinicznej, aby zapobiegać odrzucaniu przeszczepów narządów.

Do schorzeń związanych z procesem starzenia należą choroba Alzheimera oraz choroba Parkinsona. Radek Dobrowolski przedstawił wybrane fragmenty swoich doświadczeń, które są ukierunkowane na wyjaśnienie mechanizmów powstawania tych schorzeń. Jego laboratorium zajmuje się również związkami, które miałyby znaczenie w zapobieganiu powstawania destrukcyjnych zmian w układzie nerwowym. Doświadczenia prowadzone są na misternie wyhodowanych z tzw. komórek macierzystych neuronach (komórkach układu nerwowego). W chorobie Alzheimera, jak wyjaśnił dr Dobrowolski, zostaje nagromadzone białko tau, które przerywa komunikację między neuronami. Przywrócenie tej komunikacji byłoby wielkim sukcesem w postępie leczenia choroby Alzheimera. Drugi wykład w czasie spotkania poświęcony metodom zapobiegania starzeniu komórek organizmu, które opierają się na molekularnych przyczynach tego procesu, przedstawił prof. Zbigniew Darzynkiewicz. Proces starzenia komórek stał się przedmiotem badań prof. Darzynkiewicza w ostatnich latach jego długiej naukowej kariery, których wyniki cytowano aż 39 000 razy. Niewielu naukowców może poszczycić się aż takim osiągnięciem. Profesor przedstawił swój wykład obejmując znane już mechanizmy starzenia, jak też wyniki badań w jego laboratorium, gdzie jako jedna z podstawowych metod stosowana jest cytometria przepływowa, w ramach której profesor opracował wiele zastosowań w różnych dziedzinach, które są obecnie przyjęte w laboratoriach szeroko na świecie.

Prof. Darzynkiewicz zaprezentował wyniki badań w swoim laboratorium szeregu związków – takich jak witamina D3, resveratrol, wspomniana wcześnie rapamycyna, aspiryna i metformina – ochraniających materiał genetyczny komórek, DNA, przed jego uszkodzeniami związkami utleniającymi, które uwalniają się z ośrodków wytwarzania energii w komórce (mitochondria), przeciwdziałając w ten sposób procesowi starzenia. Okazuje się, że większość populacji (aż ponad 90%!) w naszym klimacie ma niedobór witaminy D3. Do jej uaktywnienia potrzebne są promienie słońca. Okrycie w zimie ciała nie pozwala na ekspozycję i odpowiednią dawkę nasłonecznienia. W lecie tzw. filtry też wpływają na to hamująco. Zwiększenie więc dawek witaminy D3 do kilku tysięcy jednostek może ten niedobór wyrównać. Resveratrol – związek obecny w czerwonym winie – był wielokrotnie badany i opisywany jako „francuski paradoks”, ponieważ pomimo bardzo niezdrowej francuskiej diety obecny w czerwonym winie resveratrol zapobiega tworzeniu się blaszek miażdżycowych w naczyniach krwionośnych, które są związane ze starzeniem i ograniczeniem funkcji układu krążenia. Interesującym związkiem, o którym między innymi mówił prof. Darzynkiewicz, jest metformina – dobrze znany lek stosowany w cukrzycy typu II. Okazuje się, że metformina nie tylko obniża poziom cukru we krwi, ale jest związkiem zmniejszającym uszkodzenia DNA prowadzące do starzenia się. Być może w przyszłości będzie ona sosowana powszechnie, zapobiegając nie tylko cechom starzenia się organizmu, ale również nowotworom, których występowanie może być uwarunkowane starzeniem się komórek. Ciekawą obserwacją z laboratorium prof. Darzynkiewicza jest to, że zarówno metformina, witamina D3, aspiryna, resveratrol, jak również rapamycyna nie tylko ochraniają DNA przed uszkodzeniami, lecz również hamują drogę metaboliczną mTOR, która jest krytycznym elementem starzenia się i o której wspominał prof. Dobrowolski.

Czy można więc sobie wyobrazić, że Fontanna Młodości namalowana przez Cranacha Starszego i zademonstrowana na pierwszym przezroczu w czasie wykładu przez prof. Darzynkiewicza, gdzie staruszki w lewej części obrazu wchodząc pod strugi fontanny wychodzą wspaniale odmłodzone, może być symbolem realnych oddziaływań zdobyczy naukowych w przyszłości? Czy dzięki nowym osiągnięciom naukowym i naszemu odpowiedniemu trybowi życia, związanemu z dietą i wysiłkiem fizycznym, jest realne, że będziemy wyglądać młodziej aż do końca życia i potrafili leczyć wyniszczające choroby takie jak choroba Alzheimera? Pytań do prelegentów było tak wiele, że dyskusja przesunęła się do późnych godzin.

Autor: Dorota Halicka