Μια σημαντική ανακάλυψη φέρνει νέα δεδομένα στη μελέτη της γήρανσης: τα κύτταρα, μόλις ενηλικιωθούν, αρχίζουν συνειδητά να «ξηλώνουν» έως και το 70% ενός από τα βασικότερα εσωτερικά τους συστήματα.
Πρόκειται για στρατηγική επιβίωσης, όχι ένδειξη φθοράς.
Η μαζική αναδιάρθρωση εστιάζει στο ενδοπλασματικό δίκτυο (Endoplasmic Reticulum – ER), μια εκτεταμένη μεμβρανική δομή που λειτουργεί ως εργοστάσιο παραγωγής πρωτεϊνών και λιπιδίων, αλλά και ως κυτταρικό κέντρο επικοινωνίας.
Ερευνητές από το Vanderbilt University παρακολούθησαν τη συρρίκνωση του ER σε σκώληκες, ζυμομύκητες και –περιορισμένα– σε εγκεφαλικά κύτταρα ποντικών. Το μοτίβο ήταν σαφές: όσο τα ζώα γερνούν, τα κύτταρα αποδομούν μεγάλες περιοχές του ER και αλλάζουν δραστικά τη λειτουργία του. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Nature Cell Biology.
Το ενδοπλασματικό δίκτυο παρουσιάζει δύο μορφές: το αδρό ER, καλυμμένο με ριβοσώματα και υπεύθυνο για μαζική παραγωγή πρωτεϊνών, και το λείο ER, που συμμετέχει στον μεταβολισμό λιπιδίων και την κυτταρική επικοινωνία.
Στα νεαρά κύτταρα κυριαρχεί το αδρό ER, αλλά μέσα στις πρώτες ημέρες της ενήλικης ζωής στους σκώληκες, το μεγαλύτερο μέρος του εξαφανίζεται. Το αποτέλεσμα είναι ένα αραιό δίκτυο σωληνωτών δομών που ευνοεί τον μεταβολισμό λιπιδίων.
Μοριακές αναλύσεις επιβεβαίωσαν ότι οι πρωτεΐνες παραγωγής και ποιοτικού ελέγχου μειώνονται με την ηλικία, ενώ τα ένζυμα του μεταβολισμού λιπιδίων παραμένουν σταθερά ή αυξάνονται. Τα κύτταρα δεν καταρρέουν· απλώς αναπροσαρμόζονται.
Η διαδικασία αυτή ενεργοποιείται μέσω της αυτοφαγίας, του μηχανισμού ανακύκλωσης κυτταρικών δομών. Μια εξειδικευμένη μορφή, η ER-φαγία (ER-phagy), στοχεύει αποκλειστικά το ενδοπλασματικό δίκτυο.
Όταν οι επιστήμονες μπλόκαραν τα γονίδια που ελέγχουν την ER-φαγία, η ηλικιακή αναδιαμόρφωση σταμάτησε, διατηρώντας «νεανικά» επίπεδα ER ακόμη και σε προχωρημένη ηλικία. Διαφορετικοί ιστοί χρησιμοποιούν διαφορετικές μοριακές οδούς, υποδηλώνοντας ότι πρόκειται για συντονισμένη στρατηγική.
Το πιο ανατρεπτικό εύρημα αφορά τη μακροζωία: αν η απώλεια ER ήταν απλώς φθορά, τα μακροβιότερα ζώα θα το διατηρούσαν καλύτερα. Αντιθέτως, η αναδιαμόρφωση του ER συμβαίνει νωρίτερα και πιο έντονα όταν η διάρκεια ζωής παρατείνεται μέσω πειραμάτων με μείωση σημάτων ανάπτυξης ή αφαίρεση αναπαραγωγικών ιστών.
Όταν η ER-φαγία μπλοκαρίστηκε, στα ζυμομύκητες εξαφανίστηκε το όφελος ενός αντιγηραντικού φαρμάκου, ενώ στους σκώληκες σχεδόν εξαλείφθηκαν τα οφέλη της μείωσης σημάτων ανάπτυξης. Η «κατεδάφιση» του ER φαίνεται έτσι προϋπόθεση για παράταση ζωής στα μοντέλα αυτά.
Η μείωση της παραγωγής πρωτεϊνών είναι φυσιολογική με την ηλικία και η διατήρηση μεγάλων «βιομηχανικών εγκαταστάσεων» μπορεί να είναι ενεργειακά δαπανηρή ή επικίνδυνη. Η έγκαιρη αποδόμηση ίσως προλαμβάνει προβλήματα προτού εμφανιστούν, ενώ η στροφή προς τον μεταβολισμό λιπιδίων αντανακλά νέες ενεργειακές ανάγκες ή τρόπους διαχείρισης της λιπώδους συσσώρευσης.
Ωστόσο, το ER εμπλέκεται και σε άλλες κρίσιμες λειτουργίες, όπως η ρύθμιση των μιτοχονδρίων και η επιδιόρθωση κυτταρικών βλαβών. Ο περιορισμός του νωρίς μπορεί να επηρεάσει αυτές τις λειτουργίες.
Η έρευνα περιορίστηκε σε σκώληκες, ζύμες και ποντικούς, οπότε χρειάζεται προσοχή πριν εξαχθούν συμπεράσματα για τον άνθρωπο. Οι βασικοί μηχανισμοί αυτοφαγίας και ER-φαγίας όμως διατηρούνται εξελικτικά.
Τα ευρήματα σχετίζονται με ανθρώπινες παθήσεις: μεταλλάξεις που επηρεάζουν το ER συνδέονται με νευροεκφυλιστικές νόσους και μεταβολικά νοσήματα. Η μελέτη μετατοπίζει το ενδιαφέρον από τη «συσσώρευση βλαβών» στη στρατηγική αναδιαμόρφωσης της κυτταρικής αρχιτεκτονικής.
Η εσωτερική «σμίκρυνση» των κυττάρων μοιάζει λιγότερο με παρακμή και περισσότερο με ανασχεδιασμό για επιβίωση. Οι επιστήμονες εξετάζουν τώρα πώς αυτή η διαδικασία μπορεί να αξιοποιηθεί για υγιέστερη και μακρύτερη ζωή.
