Επιστήμονες του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας ρίχνουν φως στον μηχανισμό ρύθμισης της γήρανσης μέσω επαναπροσδιορισμού του μεταβολισμού και η ανακάλυψή τους κάνει ήδη τον γύρο του κόσμου καθώς δημοσιεύτηκε στο γνωστό έγκυρο επιστημονικό περιοδικό «Nature Communications».

Μια ακόμα σημαντική νίκη του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας, του γνωστού ΙΤΕ, στη μεγάλη μάχη κατά των γηρατειών (φωτογραφία αρχείου, επάνω, Eurokinissi) ανοίγει συναρπαστικούς ελπιδοφόρους δρόμους για την αντιμετώπιση παθήσεων που σχετίζονται με μεταβολικά νοσήματα, όπως ο διαβήτης τύπου 2 και παθολογίες που συνοδεύουν τη γήρανση.

Τον γύρο του κόσμου

Ενα επίτευγμα που όχι απλώς βοηθάει στην κατανόηση του μηχανισμού ο οποίος προκαλεί τις βλάβες στα κύτταρα, αλλά δείχνει και τον δρόμο για την αντιμετώπισή τους.

Ο καρπός της διεπιστημονικής συνεργασίας μεταξύ δύο ερευνητικών Ινστιτούτων του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας (ΙΤΕ), του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ), στο Ηράκλειο της Κρήτης, και του Ινστιτούτου Επιστημών Χημικής Μηχανικής (ΙΕΧΜΗ), στην Πάτρα, κάνει τον γύρο του κόσμου μέσα από τη δημοσίευση της ανακάλυψης στο γνωστό έγκυρο επιστημονικό περιοδικό «Nature Communications», ρίχνοντας φως στον μηχανισμό που ρυθμίζει τη γήρανση.

Ως σήμερα, ήταν γνωστό ότι η υπερβολική κατανάλωση υδατανθράκων που μετατρέπεται σε γλυκόζη ευθύνεται για σειρά διαταραχών, από την παχυσαρκία ως την πρόκληση μεταβολικών νοσημάτων, με πιο γνωστό τον διαβήτη που παρουσιάζεται σε άτομα μεγάλης ηλικίας.

Ωστόσο, δεν ήταν γνωστό το γιατί. Η απάντηση ήρθε με αυτήν την πολύ σημαντική ερευνητική δουλειά, η οποία οδήγησε τους επιστήμονες στη διαπίστωση πως όταν καταναλώνουμε μεγάλες ποσότητες από υδατάνθρακες, που μετατρέπονται σε γλυκόζη, τα κύτταρά μας αυξάνουν τα μιτοχόνδρια.

Το «εργαστήριο» των κυττάρων

Ο λόγος για τα κυτταρικά οργανίδια, τα οποία είναι κατεξοχήν υπεύθυνα για την παραγωγή χημικής ενέργειας σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα.

Μεταξύ άλλων, στα μιτοχόνδρια πραγματοποιούνται και τα τελικά στάδια διάσπασης της γλυκόζης, ενός από τους βασικούς υδατάνθρακες που μεταβολίζουν τα κύτταρα.

Πρακτικά, δηλαδή, όπως εξήγησε στο neakriti.gr ο πρόεδρος του ΙΤΕ, διευθυντής Ερευνών του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ – ΙΤΕ) και καθηγητής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κρήτης, Δρ Νεκτάριος Ταβερναράκης, τα μιτοχόνδρια αποτελούν το «εργαστήριο» των κυττάρων, που τους δίνει τη δυνατότητα να λειτουργήσουν.

Οπως διαπίστωσαν οι επιστήμονες, η υπερκατανάλωση γλυκόζης οδηγεί στην αύξηση του αριθμού των μιτοχονδρίων, τα οποία με τη σειρά τους παράγουν και υποπροϊόντα, όπως χημικές ενώσεις οξυγόνου, γνωστές και ως ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, που μπορούν να προκαλέσουν πολλά προβλήματα εξαιρετικά επικίνδυνα για την υγεία.

Αυτή η αύξηση του αριθμού των μιτοχονδρίων προκαλεί το λεγόμενο φαινόμενο της γλυκοτοξικότητας, που συνιστά την αιτία του προβλήματος.

Τι πέτυχαν

Το ζητούμενο ήταν λοιπόν να παρέμβουν οι επιστήμονες είτε με φάρμακα είτε με γενετικό τρόπο, ώστε να μειωθεί ο αριθμός των μιτοχονδρίων στα κύτταρα και άρα οι επιβλαβείς συνέπειες της αύξησής τους. Και το πέτυχαν.

Χρησιμοποιώντας ως πειραματικό σύστημα τον νηματώδη Caenorhabditis elegans, οι ερευνητές του ΙΜΒΒ Δρ Ειρήνη Λιονάκη, Δρ Ηλίας Γκίκας και Δρ Ιωάννα Δασκαλάκη, και ο πρόεδρος του ΙΤΕ, διευθυντής Ερευνών του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ – ΙΤΕ) και καθηγητής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κρήτης, Δρ Νεκτάριος Ταβερναράκης, σε συνεργασία με τη Δρ Μαρία-Κωνσταντίνα Ιωαννίδη και τη Δρ Μαρία Ι. Κλάπα (ΙΕΧΜΗ), όχι απλώς αποκάλυψαν ότι η μείωση του αριθμού των μιτοχονδρίων σε συγκεκριμένους ιστούς αυξάνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής, αλλά μπόρεσαν να επέμβουν για να το πετύχουν εργαστηριακά.

Οπως εξηγούν οι επιστήμονες, αυτή η μείωση της μιτοχονδριακής μάζας, που μπορεί να επιτευχθεί με κατάλληλες γενετικές ή φαρμακολογικές παρεμβάσεις, συνδέεται άρρηκτα με μείωση της παραγωγής ελεύθερων ριζών οξυγόνου, ενεργοποίηση μηχανισμών απόκρισης σε στρες και αύξηση της πρόσληψης γλυκόζης από το περιβάλλον.

Ανάλυση του μεταβολικού προφίλ σε πειραματόζωα με αυξημένη διάρκεια ζωής, ανέδειξε ειδικές μεταβολικές αλλαγές που αφορούν επαναπροσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο αυτά χρησιμοποιούν τη γλυκόζη, επάγοντας την παραγωγή ενός άλλου μεταβολίτη, της σερίνης.

Η σερίνη είναι ένα αμινοξύ που μπορεί να παραχθεί από τη γλυκόζη μέσω σειράς βιοχημικών αντιδράσεων. Η παρεμπόδιση, με κατάλληλους καταστολείς, αυτής της ενζυμικής ακολουθίας παραγωγής σερίνης, αναιρεί τα οφέλη του μειωμένου αριθμού μιτοχονδρίων στο προσδόκιμο επιβίωσης, αποκαθιστώντας σχέση αιτίου-αιτιατού ανάμεσα στο μιτοχονδριακό περιεχόμενο των κυττάρων, την παραγωγή σερίνης και τη μακροβιότητα.

Νέα δεδομένα – Η σημασία της επιστημονικής έρευνας

Τα αποτελέσματα της έρευνας, που δημοσιοποιήθηκαν προχθές Σάββατο, αναδεικνύουν την πολυπλοκότητα του φαινομένου της γήρανσης, οδηγώντας σε αναθεώρηση προηγούμενων απλουστευμένων αντιλήψεων για το πώς η γήρανση επηρεάζεται από τα γονίδια και το περιβάλλον.

Οπως αναφέρουν οι επιστήμονες του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας, τα συμπεράσματα της μελέτης είναι καθοριστικής σημασίας για την κατανόηση της γήρανσης στον άνθρωπο, και αναμένεται ότι θα αξιοποιηθούν για την αντιμετώπιση συνοδών νοσημάτων, τα οποία χαρακτηρίζονται από μεταβολικές διαταραχές, με στοχευμένες θεραπευτικές παρεμβάσεις, έχοντας ως στόχο τη βελτίωση της ποιότητας ζωής στις μεγάλες ηλικίες.

Ενδεικτικό της σημασίας της ανακάλυψης είναι το γεγονός ότι η δημοσίευση έγινε δεκτή από το «Nature», ένα από τα πιο έγκριτα και γνωστά παγκοσμίως επιστημονικά περιοδικά, που αυτονόητα έχει εξαιρετικά αυστηρά κριτήρια στις επιλογές των εργασιών που φιλοξενεί.

{Πηγή δημοσίευσης: https://www.in.gr/, από neakriti.gr, 7/2/2022}