Δεινόν το γήρας, ου γαρ έρχεται μόνον… Σωστό, σωστότατο. Διότι το δεινόν γήρας συνοδεύεται πράγματι και από πολλά άλλα «δεινά» – σωματική και νοητική φθορά αλλά και αύξηση του κινδύνου για σοβαρές νόσους όπως ο καρκίνος, οι καρδιοπάθειες και η άνοια. Οποιος έχει πατήσει τα πρώτα -ήντα νιώθει ήδη σταδιακά την επίδραση του δεινού γήρατος στο πετσί του. Ποιος θα φανταζόταν όμως ότι η διαδικασία της γήρανσης δεν περιμένει τα -ήντα για να ξεκινήσει αλλά αρχίζει από τα πρώτα -άντα καθώς και ότι τα μοτίβα της εμφανίζουν πολλές διαφορές μεταξύ των δύο φύλων; Ποιος θα φανταζόταν επίσης ότι η γήρανση αποτελεί μια συγχρονισμένη διαδικασία, λες και τα όργανα «συνεννοούνται» για το πότε θα πάρουν την… κατιούσα;

Και όμως, αυτά τα… αφάνταστα και άλλα πολλά αποκαλύπτει για πρώτη φορά μια μελέτη ερευνητών του Πανεπιστημίου Ροκφέλερ στη Νέα Υόρκη, η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό «Science». Μια μελέτη που βασίστηκε σε ανάλυση επτά εκατομμυρίων κυττάρων 21 οργάνων και από την οποία προέκυψε ο πιο λεπτομερής μέχρι σήμερα άτλαντας της διαδικασίας γήρανσης πλήθους διαφορετικών κυτταρικών τύπων.

Τιτάνιο έργο ενός ερευνητή

Και μπορεί αυτός ο άτλαντας (ο οποίος είναι δημοσίως διαθέσιμος στη διεύθυνση epiage.net) να ήταν… ποντικίσιος αφού είχε ως «πυξίδα» του τη διαδικασία της γήρανσης των κυττάρων ποντικών, ωστόσο, όπως ανέφερε στο ΒΗΜΑ-Science ο κύριος συγγραφέας της μελέτης, Τζουνγιού Κάο, επικεφαλής του Εργαστηρίου Γενωμικής Μεμονωμένων Κυττάρων και Δυναμικής Πληθυσμών του Πανεπιστημίου Ροκφέλερ, οι μηχανισμοί που αποκαλύφθηκαν είναι κοινοί και στους ανθρώπους.  Η νέα αυτή «γιγάντια» ερευνητική δουλειά έρχεται να προσφέρει μια συνολική εικόνα σε ό,τι αφορά την κατανόηση της γήρανσης – μια εικόνα που ανοίγει τον δρόμο για πρόληψη και θεραπεία πολλών νόσων του γήρατος ταυτοχρόνως, αντί για μεμονωμένη αντιμετώπισή τους, όπως συμβαίνει σήμερα. Η ενδελεχής ματιά που έριξαν οι ερευνητές στις βιολογικές αλλαγές που επιφέρει η ηλικία αποτελεί το κλειδί για αυτόν τον επερχόμενο «καθολικό πόλεμο» με το γήρας και τα δεινά του.

«Στόχος μας ήταν όχι μόνο να κατανοήσουμε τι αλλάζει στον οργανισμό με τη γήρανση αλλά γιατί και πώς γίνονται οι αλλαγές. Χαρτογραφώντας τόσο τις κυτταρικές όσο και τις μοριακές μεταβολές, μπορούμε να εντοπίσουμε τι οδηγεί σε γήρανση. Και αυτό ανοίγει ένα μεγάλο παράθυρο σε παρεμβάσεις που θα στοχεύουν την ίδια τη διαδικασία της γήρανσης και όχι τα μεμονωμένα αποτελέσματά της» σημείωσε ο δρ Κάο.

Πώς κατέστη δυνατή όμως αυτή η λεπτομερής χαρτογράφηση; Ο ερευνητής περιέγραψε ότι ο μεταπτυχιακός φοιτητής του εργαστηρίου του Ζιγιού Λου, τελειοποίησε μια μέθοδο ανάλυσης που ονομάζεται single-cell ATAC-seq. Η μέθοδος αυτή δείχνει πώς είναι «πακεταρισμένο» το DNA μέσα σε κάθε κύτταρο, αποκαλύπτοντας ποιες περιοχές του γονιδιώματος είναι ενεργές, κάτι που αποτελεί δείκτη σχετικά με την κατάσταση και τη λειτουργία του εκάστοτε κυττάρου. «Είναι αξιοσημείωτο ότι ολόκληρος ο άτλαντας που προέκυψε δημιουργήθηκε ουσιαστικά από έναν και μόνο μεταπτυχιακό φοιτητή. Η δημιουργία των περισσότερων μεγάλων ατλάντων απαιτεί τεράστιες κοινοπραξίες στις οποίες συμμετέχουν δεκάδες εργαστήρια, ωστόσο η μέθοδός μας είναι πολύ πιο αποτελεσματική από άλλες αντίστοιχες προσεγγίσεις».

Η… κατιούσα αρχίζει νωρίς

Η συγκεκριμένη τεχνική εφαρμόστηκε σε εκατομμύρια μεμονωμένα κύτταρα τα οποία ελήφθησαν από 21 όργανα 32 ποντικιών τριών διαφορετικών ηλικιακών ομάδων: ηλικίας ενός μήνα (νεαρή ηλικία), πέντε μηνών (μέση ηλικία) και 21 μηνών (μεγάλη ηλικία). Συνολικά εντοπίστηκαν περισσότεροι από 1.800 διακριτοί κυτταρικοί υπότυποι, συμπεριλαμβανομένων πολλών σπάνιων ομάδων κυττάρων που δεν είχαν περιγραφεί πλήρως ποτέ ως σήμερα. Στη συνέχεια οι ερευνητές παρακολούθησαν πώς άλλαζε ο αριθμός αυτών των κυττάρων καθώς τα πειραματόζωα μεγάλωναν σε ηλικία. Και αυτή η παρακολούθηση έφερε τη μεγάλη ανατροπή σε σύγκριση με τα όσα γνώριζαν οι επιστήμονες μέχρι τώρα. Και αυτό διότι επί δεκαετίες οι ερευνητές πίστευαν ότι κατά τη διαδικασία της γήρανσης αλλάζει ο τρόπος λειτουργίας των κυττάρων και όχι ο αριθμός των κυττάρων των διαφορετικών κυτταρικών τύπων.

Η νέα μελέτη έδειξε όμως ότι περίπου το 25% των κυτταρικών τύπων που εξετάστηκαν εμφάνιζαν σημαντικές αλλαγές στον αριθμό των κυττάρων τους με την πάροδο του χρόνου. «Βρήκαμε ότι περίπου το ¼ από 536 κυτταρικούς τύπους των διαφορετικών οργάνων καθώς και από 1.828 κυτταρικούς υπότυπους παρουσίαζαν σημαντικές αλλαγές στους πληθυσμούς τους οι οποίες συνδέονταν με τη γήρανση» είπε ο δρ Κάο και συμπλήρωσε πως «παρότι όλα τα όργανα εμφάνιζαν αλλαγές στους πληθυσμούς των κυττάρων τους, τα αναπαραγωγικά όργανα και ιδίως οι ωοθήκες και η μήτρα, αλλά και το ήπαρ και ο θύμος αδένας παρουσίαζαν τις μεγαλύτερες».

Ηταν επίσης χαρακτηριστικό, σύμφωνα με τον ερευνητή, ότι «ορισμένοι κυτταρικοί τύποι εμφάνιζαν μείωση μεγαλύτερη του 50% ήδη από τους πέντε μήνες ζωής των ποντικιών, που αντιστοιχούν στα τέλη της δεκαετίας των 20 με αρχή της δεκαετίας των 30 ετών στους ανθρώπους. Σε αυτά τα κύτταρα περιλαμβάνονταν τα δορυφορικά κύτταρα καθώς και τα τενοκύτταρα (κύτταρα των τενόντων) των μυών, καθώς και τα πρόδρομα Β κύτταρα του μυελού των οστών. Φαίνεται ότι η γήρανση αρχίζει πρόωρα στους πληθυσμούς αυτών των κυτταρικών τύπων. Την ίδια στιγμή όμως τα ανοσοκύτταρα αυξάνονταν πολύ σε αριθμό όσο περνούσε ο χρόνος».

Αναπάντεχα ευρήματα

Αυτά τα ευρήματα αποδεικνύουν, όπως υπογράμμισε ο δρ Κάο, ότι «το σύστημα που οδηγεί σε γήρανση είναι πολύ πιο δυναμικό από ό,τι πιστεύαμε. Και είναι αξιοσημείωτο ότι ορισμένες από τις αλλαγές στους αριθμούς των κυττάρων λαμβάνουν χώρα αναπάντεχα πρόωρα. Αποδεικνύεται λοιπόν ότι η γήρανση δεν είναι κάτι που έρχεται σχετικά αργά στη ζωή, αλλά ξεκινά νωρίς και αφορά συνεχιζόμενες αναπτυξιακές διεργασίες».

Αναπάντεχων ευρημάτων συνέχεια και οι ερευνητές έμειναν άναυδοι όταν είδαν πόσο συγχρονισμένες ήταν σε πολλές περιπτώσεις οι αλλαγές μεταξύ διαφορετικών οργάνων – η λειτουργία των κυττάρων αυξανόταν ή μειωνόταν ταυτοχρόνως όπως συμβαίνει σε μια συγχρονισμένη ορχήστρα. Το μοτίβο αυτό, επεσήμανε ο δρ Κάο, «μαρτυρεί ότι σήματα που είναι κοινά, πιθανώς παράγοντες που κυκλοφορούν στο αίμα, συμβάλλουν στον συντονισμό της διαδικασίας της γήρανσης σε ολόκληρο το σώμα».

Η νέα μελέτη αποκάλυψε επίσης σημαντικές διαφορές στη γήρανση μεταξύ των δύο φύλων. Ηταν χαρακτηριστικό ότι σχεδόν το 40% των κυτταρικών και μοριακών αλλαγών που συνδέονταν με τη γήρανση διέφερε ανάλογα με το φύλο. Για παράδειγμα, τα θηλυκά πειραματόζωα εμφάνιζαν πολύ μεγαλύτερη ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος καθώς γερνούσαν. «Εντοπίσαμε, μεταξύ άλλων, σημαντική αύξηση υποτύπων των Β κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος μόνο στα θηλυκά πειραματόζωα καθώς αυτά μεγάλωναν σε ηλικία. Ισως αυτό το εύρημα δίνει την εξήγηση στο γιατί οι γυναίκες εμφανίζουν πολύ πιο συχνά αυτοάνοσα νοσήματα. Αλλά και σε μοριακό επίπεδο εντοπίσαμε δεκάδες χιλιάδες αλλαγές που αφορούσαν μόνο τα αρσενικά ή μόνο τα θηλυκά πειραματόζωα, γεγονός που δείχνει ότι το φύλο αποτελεί κύριο άξονα της ετερογένειας στη γήρανση» σχολίασε ο επικεφαλής της μελέτης.

Εντοπισμός ενόχου

Ποιος ήταν όμως ο ένοχος για όλες αυτές τις κυτταρικές αλλαγές που πυροδοτεί η γήρανση; Οπως ανακάλυψαν οι ερευνητές, μόρια σήμανσης του ανοσοποιητικού συστήματος που ονομάζονται κυτταροκίνες φαίνεται να είναι τα υπαίτια για πολλές από τις αλλαγές. Και αυτή η ανακάλυψη ανοίγει δρόμους για στόχευση των κυτταροκινών με θεραπείες οι οποίες θα προσφέρουν το «άγιο αντιγηραντικό Δισκοπότηρο»: φρένο στη διαδικασία της γήρανσης πολλών οργάνων ταυτοχρόνως!

Ο δρ Κάο παραδέχθηκε ότι η μελέτη που μόλις δημοσίευσε με την ομάδα του ήταν μόνο η αρχή προς την αντιμετώπιση της γήρανσης υπό το νέο «ολιστικό» πρίσμα. «Μέχρι στιγμής εντοπίσαμε τους ευάλωτους στη γήρανση κυτταρικούς τύπους. Το επόμενο μεγάλο ερώτημα είναι αν θα μπορέσουμε να αναπτύξουμε παρεμβάσεις οι οποίες θα στοχεύουν τους συγκεκριμένους μηχανισμούς που οδηγούν σε γήρανση και το εργαστήριό μας έχει ήδη ξεκινήσει έρευνες προς αυτή την κατεύθυνση».

Ερευνες που υπόσχονται στο μέλλον η διαδικασία της γήρανσης να επιβραδύνεται στο σύνολό της και τα όργανά μας να παραμένουν υγιή σαν εκείνη την «καλοκουρδισμένη» ορχήστρα που προαναφέραμε και στα πρώτα και στα δεύτερα και στα τρίτα -ήντα (αισίως πιθανώς και περισσότερο).