Ποια είναι η ηλικία των οργάνων μας, σύμφωνα με έρευνα

Οι επιστήμονες κάποτε σκέφτονταν ότι οι νευρώνες, ή πιθανώς τα καρδιακά κύτταρα, ήταν τα παλαιότερα κύτταρα του σώματος. Τώρα, οι ερευνητές του Ινστιτούτου Salk ανακάλυψαν ότι ο εγκέφαλος του ποντικιού, το ήπαρ και το πάγκρεας περιέχουν πληθυσμούς κυττάρων και πρωτεϊνών με εξαιρετικά μεγάλη διάρκεια ζωής – κάποιους παλαιούς όπως οι νευρώνες. Τα ευρήματα που παρουσιάζουν τον «μωσαϊκό της ηλικίας» δημοσιεύτηκαν στο Cell Metabolism στις 6 Ιουνίου 2019. Οι μέθοδοι της ομάδας θα μπορούσαν να εφαρμοστούν σε σχεδόν οποιοδήποτε ιστό του σώματος για να παράσχουν πολύτιμες πληροφορίες για τη διαχρονική λειτουργία των μη διαιρούμενων κυττάρων και τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα υπολείπονται έναντι της ποιότητας και της ακεραιότητας των πρωτεϊνών και των σημαντικών κυτταρικών δομών κατά τη διάρκεια της γήρανσης.

«Ήμασταν αρκετά έκπληκτοι που εντοπίσαμε κυτταρικές δομές που είναι ουσιαστικά τόσο παλιές όσο ο οργανισμός στον οποίο κατοικούν», λέει ο αντιπρόεδρος της Salk και επιστημονικός διευθυντής, συγγραφέας και καθηγητής Martin Hetzer. «Αυτό υποδηλώνει ακόμη μεγαλύτερη κυτταρική πολυπλοκότητα από ό, τι φανταζόμασταν και έχει ενδιαφέρουσες επισημάνσεις για το πώς σκεφτόμαστε τη γήρανση οργάνων, όπως ο εγκέφαλος, η καρδιά και το πάγκρεας».

Οι περισσότεροι νευρώνες στον εγκέφαλο δεν διαιρούνται κατά τη διάρκεια της ενηλικίωσης και, ως εκ τούτου, βιώνουν μεγάλη διάρκεια ζωής και μείωση της ηλικίας. Ωστόσο, λόγω τεχνικών περιορισμών, η διάρκεια ζωής των κυττάρων εκτός του εγκεφάλου ήταν δύσκολο να προσδιοριστεί.

Δεδομένου ότι οι ερευνητές γνώριζαν ότι οι περισσότεροι νευρώνες δεν αντικαθίστανται κατά τη διάρκεια της ζωής τους, τις χρησιμοποίησαν ως μια «βασική γραμμή για την ηλικία» για να συγκρίνουν άλλα μη διαιρούμενα κύτταρα. Η ομάδα συνδύασε τη σήμανση ισότοπων ηλεκτρονίων με μια μέθοδο υβριδικής απεικόνισης (MIMS-EM) για την οπτικοποίηση και ποσοτικοποίηση της ηλικίας κυττάρων και πρωτεϊνών στον κύκλο του εγκεφάλου, του παγκρέατος και του ήπατος σε νεαρά και παλιά μοντέλα τρωκτικών.

Το πάγκρεας, ένα όργανο υπεύθυνο για τη διατήρηση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα και για την έκκριση πεπτικών ενζύμων, έδειξε επίσης κύτταρα ποικίλων ηλικιών. Ένα μικρό μέρος του παγκρέατος, γνωστό ως νησίδες του Langerhans, εμφανίστηκε στους ερευνητές ως παζλ των διασυνδεδεμένων νεαρών και παλαιών κυττάρων. Το πάγκρεας ήταν ένα εντυπωσιακό παράδειγμα μωσαϊκού ηλικίας, δηλ. ένας πληθυσμός πανομοιότυπων κυττάρων που διακρίνονται από τη διάρκεια ζωής τους.

Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι το ήπαρ έχει την ικανότητα να αναγεννάται κατά τη διάρκεια της ενηλικίωσης. Έτσι οι ερευνητές επέλεξαν αυτό το όργανο που περιμέναν να παρατηρήσουν σχετικά νεαρά ηπατικά κύτταρα. Προς έκπληξή τους, η μεγάλη πλειοψηφία των ηπατικών κυττάρων σε υγιή ενήλικα ποντίκια βρέθηκε ότι είναι τόσο παλιά όσο και το ζώο, ενώ τα κύτταρα που φέρουν αιμοφόρα αγγεία και τα αστεροειδή κύτταρα, ήταν πολύ νεαρότερα. Έτσι, απροσδόκητα, το ήπαρ κατέδειξε επίσης το μωσαϊκό της ηλικίας, γεγονός που δείχνει πιθανές νέες πορείες αναγεννητικής έρευνας για το όργανο αυτό.

«Χάρη στις νέες τεχνολογίες απεικόνισης, μπορούμε να εντοπίσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια την ηλικία των κυττάρων και τα υπερμοριακά τους σύμπλοκα, γεγονός που ανοίγει νέες πόρτες για τη μελέτη όλων των κυττάρων, ιστών και οργάνων σε φυσιολογικές και νοσηρές καταστάσεις», λέει ο Mark Ellisman, καθηγητής Νευροεπιστήμης στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Σαν Ντιέγκο και συνεργάτης του Hetzer. 

Ο τελικός στόχος είναι να χρησιμοποιηθούν αυτοί οι μηχανισμοί για την πρόληψη ή την καθυστέρηση της μείωσης της ηλικίας των οργάνων με περιορισμένη ανανέωση των κυττάρων.