W jaki sposób elastyczność metaboliczna może pomóc w spowalnianiu procesu starzenia się

Przez długi czas zakładano, że ludzie muszą biernie akceptować procesy starzenia się, a ostatecznie śmierci. Projekt MetaFlex rozszerza naszą wiedzę o to, że określone diety i leki mogą wydłużać życie, oferując informacje na temat tego, jak dokładnie to działa.

Zdrowie

Jedno z pierwszych badań dowodzących, że starzenie się jest procesem plastycznym, przeprowadzone w 1993 roku, dotyczyło genu receptora insulinowego uczestniczącego w procesach metabolicznych. Zmiana tego genu skutkowała przedłużeniem życia robaków laboratoryjnych. Od tego czasu coraz więcej dowodów wskazuje na to, że metabolizm zmienia się wraz z wiekiem i może stać się celem interwencji zdrowotnych. Elastyczność metaboliczna odnosi się do sposobu, w jaki komórki ludzkie wykorzystują składniki odżywcze w oparciu o ich wymagania funkcjonalne. Z wiekiem elastyczność metaboliczna się zmniejsza, a komórki nie wykorzystują składników odżywczych już tak efektywnie. Może to przyczyniać się do rozwoju chorób metabolicznych, takich jak cukrzyca typu 2 lub choroby serca. W ramach finansowanego ze środków UE projektu MetaFlex określono kilka genów i interwencji, które mogą przedłużyć okres zdrowego życia robaków. Zespół odkrył, że glicyna, będąca aminokwasem, znacznie wydłużyła długość ich życia. Naukowcy odkryli też biomarkery starzenia się, które mogą pomóc w pomiarach wieku biologicznego u robaków. Wkrótce zostaną zaś opublikowane wyniki badań przeprowadzonych na myszach. „Daje to nadzieję pomocy w śledzeniu procesu starzenia się i działania różnych metod leczenia, jednak wymaga dalszej weryfikacji, szczególnie u ludzi”, mówi główny badacz Riekelt Houtkooper z Laboratorium metabolicznych chorób genetycznych w Amsterdamie na uniwersytecie UMC będącego gospodarzem projektu.

Elastyczność metaboliczna

Wyjaśniając inspirację stojącą za stworzeniem projektu MetaFlex, Houtkooper wspomina: „Sprawdzaliśmy, czy zdrowe diety są zdrowe, a niezdrowe diety niezdrowe jednakowo dla wszystkich osób. Innymi słowy, czy poszczególne osoby reagują na te diety tak samo. W świetle dostępnych wówczas, ograniczonych danych byłem przekonany, że jest to kwestia raczej indywidualna, nie zaś uniwersalna”. Zespół opracował dietę tłuszczową, która skróciła życie robaków laboratoryjnych, a następnie poszukiwał genów, które mogłyby je przed tym uchronić. Naukowcy odnaleźli gen, który po usunięciu rzeczywiście chroni robaki przed szkodliwym działaniem diety. Celem projektu MetaFlex było odkrycie, w jaki sposób działają odpowiadające za to procesy. Eksperymenty przeprowadzono głównie na robakach o długości 1 mm poddawanych działaniu różnych środków lub diet bądź dezaktywacji genów. Następnie badano wpływ interwencji na długość życia i późniejszy stan zdrowia robaków. Aby odkryć procesy odpowiadające za korzystne działanie tych interwencji, zastosowano zakrojone na szeroką skalę techniki badawcze, takie jak transkryptomika i metabolomika w celu dokładnego określenia ekspresji genu i zmian w metabolizmie. Metabolomika była również główną techniką użytą do poszukiwania biomarkerów starzenia się, wykrywającą niewielkie ilości cząsteczek w materiale biologicznym. Optymalizacja tej technologii pozwoliła zespołowi na określenie glicyny jako potencjalnego markera starzenia się i celu interwencji. „Chociaż pracowaliśmy z robakami, nie wszystkie wyniki są specyficzne właśnie dla nich. Po stwierdzeniu, że podanie glicyny wydłużyło życie robaków, naukowcy podali do wiadomości, że interwencja ta wydłużyła również życie myszy, przy czym stwierdzono również związek między ilością glicyny we krwi ludzkiej a stanem zdrowia”, wyjaśnia Houtkooper.

Co to oznacza dla ludzi

Choć do szerokiego zastosowania metod użytych podczas badania wciąż jeszcze daleka droga, jasne stało się, które obszary wymagają dalszych badań. Glicyna mogłaby być testowana u ludzi a, w razie powodzenia, uwzględniona w poradach żywieniowych. Jeśli u ludzi zatwierdzone zostaną biomarkery dla podeszłego wieku, będą one mogły pomóc w śledzeniu procesu biologicznego starzenia się za pomocą prostych próbek krwi. Dodatkowo odkryte mechanizmy metaboliczne mogą pomóc w opracowaniu nowych leków, które spowolnią procesy starzenia się. W bliższej perspektywie należałoby zająć się niedoprowadzonymi do końca elementami badania, na przykład dalszym badaniem interesujących genów. „Szczególnie obiecująco wygląda jeden z genów biorących udział w metabolizmie konkretnego tłuszczu. Blokowanie syntezy tego lipidu skutkuje przedłużeniem życia robaków”, mówi Houtkooper. Zespół wkrótce opublikuje dalsze szczegóły swoich ustaleń.