Ελληνες ερευνητές φωτίζουν για πρώτη φορά έναν θεμελιώδη μηχανισμό ελέγχου της γήρανσης

Ελληνες ερευνητές φωτίζουν για πρώτη φορά έναν θεμελιώδη μηχανισμό ελέγχου της γήρανσης και της αναπαραγωγικής γονιμότητας. Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας (ΙΤΕ) δρ Mαργαρίτα Ελενα Παπανδρέου και δρ Γιώργος Κωνσταντινίδης, με επικεφαλής τον δρα Νεκτάριο Ταβερναράκη (καθηγητή της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κρήτης και πρόεδρο του ΙΤΕ) αποκάλυψαν έναν νέο μοριακό μηχανισμό που λειτουργεί στα κύτταρα για τη διαφύλαξη της ακεραιότητας και της λειτουργίας του πυρήνα και ρυθμίζει τη σωματική καθώς και την αναπαραγωγική γήρανση. Πρόκειται για την πυρηνοφαγία, μια διαδικασία αποικοδόμησης και «εκκαθάρισης» ακατάλληλων ή κατεστραμμένων στοιχείων του πυρήνα, στην οποία έχουν ρόλο βασικού ρυθμιστή μέλη της οικογένειας πρωτεϊνών ANC-1/Nesprin. Τα αποτελέσματα της πρόσφατης έρευνάς τους δημοσιεύθηκαν χθες στο έγκριτο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Nature Aging.

Η διατήρηση της πυρηνικής δομής και λειτουργίας, που συνδέεται με τη μακροζωία, απαιτεί τη συνεχή και αυστηρά ρυθμιζόμενη ανακύκλωση των ελαττωματικών ή κατεστραμμένων πυρηνικών συστατικών. Οπως σημειώνει το ΙΤΕ, η στόχευση και η αποικοδόμηση των κατεστραμμένων πυρηνικών συστατικών πραγματοποιείται με έναν επιλεκτικό τύπο αυτοφαγίας, την πυρηνοφαγία. Προβλήματα στη σωστή διεξαγωγή πυρηνοφαγίας έχουν ενοχοποιηθεί για ένα ευρύ φάσμα παθολογικών καταστάσεων, όπως οι βλάβες στο DNA, ο καρκίνος και οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Παρέμενε όμως άγνωστο το πώς ρυθμίζεται η πυρηνοφαγία, καθώς και ποιες είναι οι επιπτώσεις που έχει η απορρύθμισή της στη γήρανση.

Οι ερευνητές του ΙΜΒΒ-ΙΤΕ, χρησιμοποιώντας δύο πειραματικούς οργανισμούς, τον νηματώδη Caenorhabditis elegans και το ποντίκι, αποκάλυψαν έναν κομβικό μηχανισμό ρύθμισης της πυρηνοφαγίας και συγκεκριμένα μέλη της οικογένειας πρωτεϊνών ANC-1/Nesprin 2, η οποία βρίσκεται στην εξωτερική μεμβράνη του πυρήνα όλων των κυττάρων. Σε παλιότερες έρευνες έχει βρεθεί ότι μεταλλάξεις αυτών των πρωτεϊνών εμπλέκονται σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες, μυοκαρδιοπάθειες και καρκίνο στον άνθρωπο. Ελέγχοντας την επιλεκτική αποικοδόμηση συστατικών του πυρήνα και του πυρηνίσκου, η πρωτεΐνη ANC-1/Nesprin 2 εξασφαλίζει τη θωράκιση της ομοιόστασης των κυττάρων, την ανθεκτικότητα σε στρεσογόνους παράγοντες και τη σημαντική αύξηση του προσδόκιμου ζωής του οργανισμού. Επιπλέον, όπως φάνηκε στην έρευνα, η πυρηνοφαγία, με τη μεσολάβηση της πρωτεΐνης ANC-1/Nesprin 2, συνεισφέρει ως μηχανισμός ποιοτικού ελέγχου στην εκκαθάριση δυσλειτουργικών πρόδρομων γεννητικών κυττάρων, κατά τη διαφοροποίησή τους, στο αναπαραγωγικό σύστημα του νηματώδους.Ερευνητές αποκάλυψαν την πυρηνοφαγία, μια διαδικασία αποικοδόμησης και «εκκαθάρισης» ακατάλληλων ή κατεστραμμένων στοιχείων του πυρήνα.

«Ενα από τα πιο συναρπαστικά αινίγματα της σύγχρονης βιοϊατρικής έρευνας είναι η κατανόηση της μοριακής βάσης δύο εκ διαμέτρου αντίθετων, θεμελιωδών φαινομένων στη βιολογία: της θνητότητας του σώματος και της αθανασίας της λεγόμενης βλαστικής κυτταρικής σειράς, δηλαδή των κυττάρων του γεννητικού συστήματος που εξασφαλίζουν την αναπαραγωγή», σημειώνει ο καθηγητής Νεκτάριος Ταβερναράκης, τονίζοντας πως «η προοπτική της αποκάλυψης του μηχανισμού που είναι υπεύθυνος γι’ αυτόν τον έντονα ιδιοσυγκρασιακό χαρακτήρα των κυτταρικών τύπων, μέσα στον ίδιο οργανισμό, αποτέλεσε για εμάς ισχυρό κίνητρο». Κι όπως τονίζει ο πρόεδρος και διευθυντής του ΙΤΕ, «με έκπληξη διαπιστώσαμε ότι μια ειδική διαδικασία αυτοφαγίας, η πυρηνοφαγία, αποτελεί κεντρικό παράγοντα διατήρησης της αρχιτεκτονικής του πυρήνα, ανακυκλώνοντας πυρηνικό υλικό, ενώ δρα περιοριστικά στην αύξηση του μεγέθους του πυρηνίσκου, που παρατηρείται κατά τη γήρανση».

Τα αποτελέσματα της έρευνας των επιστημόνων του ΙΜΒΒ-ΙΤΕ αναδεικνύουν την πυρηνοφαγία ως έναν κεντρικό μοριακό μηχανισμό, μέσω του οποίου εξασφαλίζεται η μακροπρόθεσμη διατήρηση της πυρηνικής αρχιτεκτονικής και ομοιόστασης. Μέλη της οικογένειας πρωτεϊνών ANC-1/Nesprin έχουν ρόλο βασικού ρυθμιστή της πυρηνοφαγίας. Η ανακύκλωση πυρηνικού υλικού μέσω πυρηνοφαγίας συμβάλλει στη μακροζωία των σωματικών κυττάρων, ενώ διασφαλίζει την αθανασία της βλαστικής σειράς κυττάρων του γεννητικού συστήματος, και, κατ’ επέκταση, την αναπαραγωγική υγεία.

Το γεγονός ότι οι μοριακοί μηχανισμοί που ελέγχουν την πυρηνοφαγία έχουν διατηρηθεί όμοιοι εξελικτικά ανάμεσα σε πολύ διαφορετικούς οργανισμούς, σημειώνεται στη σχετική ανακοίνωση του ΙΤΕ, υποδεικνύει ότι αντίστοιχες διαδικασίες διέπουν τη γήρανση και την αναπαραγωγή στον άνθρωπο. Τα ευρήματα αυτά αναμένεται ότι θα αξιοποιηθούν για την αντιμετώπιση νοσημάτων, τα οποία χαρακτηρίζονται από κατάρρευση της αρχιτεκτονικής του πυρήνα, όπως επίσης και στα προβλήματα της ανθρώπινης υπογονιμότητας.