Cauza îmbătrânirii poate fi complet diferită decât se credea anterior

Nimeni nu trăiește pentru totdeauna, el deține înțelepciunea populară - și se înșală enorm făcând acest lucru. Chiar dacă toți oamenii și cele mai cunoscute ființe vii îmbătrânesc și apoi mor, există încă unele sisteme biologice care sfidează cu succes trecerea în neființă. Aceste câteva excepții nu fac decât să întărească regula - o putem flutura - dar acestea (cum ar fi celulele canceroase, o hidra de apă dulce - o urzică - sau un vierme numit planaria) nu întăresc deloc regula, ci mai degrabă pun în discuție regula.

Conform viziunii clasice, îmbătrânirea este un proces biologic natural și automat. De-a lungul vieții, leziunile celulare (cum ar fi proteinele deteriorate) și modificările genetice negative (mutații) se acumulează în celule. După un timp, ajung la un nivel care îngreunează din ce în ce mai mult funcționarea sănătoasă, ceea ce va duce în curând la deteriorare, boli și la moarte mai devreme sau mai târziu.

Prin urmare, procesul de îmbătrânire este cauzat de acumularea treptată a leziunilor celulare cu vârsta.

Cu toate acestea, care este cauza genetică primară a afectării celulare a rămas necunoscută până în prezent. Cu alte cuvinte, până în prezent nu cunoaștem mecanismul procesului de îmbătrânire.

Motivul evolutiv al îmbătrânirii poate fi faptul că, pe lângă sursele finite, indivizii (bătrâni) care și-au trecut ciclul reproductiv sunt eliminați din comunitate în acest mod, lăsând mai multe resurse pentru a supraviețui indivizilor supraviețuitori. Îmbătrânirea este astfel un mecanism biologic autodistructiv necesar pentru supraviețuirea stabilă a speciilor.

Întrebarea cheie actuală despre îmbătrânire este ce gene alcătuiesc mecanismul procesului, care este baza genetică a procesului. Dacă am ști acest lucru, am avea ocazia teoretică de a interveni în sistem și de a realiza o viață mult mai lungă și mai sănătoasă, încetinind sau blocând complet procesul de îmbătrânire. O etapă importantă în acest demers poate fi munca comună a geneticienilor Universității Eötvös Loránd și a informaticienilor MTA SZTAKI, publicată de revista științifică Nature Reports.

„Am fost curioși cu privire la care dintre proteinele din celulele umane sunt legate de îmbătrânire, deci care sunt cele care reglează și care sunt implicate în mecanismul procesului”, începe Tibor Vellai, profesor și șef al Departamentului de Genetică la Universitatea Eötvös Loránd. Proteinele umane pot fi acum caracterizate în 21.000 de aspecte în bazele de date cu proteine. Acestea au fost introduse într-un algoritm de învățare automată pe care l-am creat. Deoarece multe proteine sunt deja cunoscute că joacă un rol în îmbătrânire, pe baza proprietăților lor, programul a selectat 36 de caracteristici proteice care pot fi utilizate pentru a decide în mod clar dacă o proteină este sau nu implicată în procesul de îmbătrânire. ”

Învățarea automată este un tip de inteligență artificială. Calculatorul învață independent în timp ce algoritmul rulează. Acesta găsește proprietățile comune ale elementelor (în acest caz proteine) introduse în el în scopuri didactice, creează un set de instrumente de categorizare bazat pe acestea și îl folosește pentru a clasifica elementele necunoscute. Rezultatul este de obicei probabilitatea ca elementul studiat să se încadreze în categoria dorită. Deoarece din ce în ce mai multe date pot fi examinate de algoritm, clasificarea va deveni mai sofisticată, iar eficiența acesteia va depăși cu mult succesul metodelor clasice.

„Algoritmul s-a deviat de la implicit în timp și a început să asocieze îmbătrânirea cu proteinele la care nu s-a mai gândit niciodată.

Pe de altă parte, unele proteine care au fost considerate importante în acest sens până acum nu s-au dovedit a fi suficient de semnificative. Printre cele 21.000 de caracteristici proteice diferite, găsim, de exemplu, dacă proteina dată este prezentă în membrana celulară sau în plasma celulară, dacă este legată fizic de alte proteine implicate în îmbătrânire ”, spune Tibor Vellai.

Desigur, dacă programul atribuie o valoare ridicată a probabilității unei proteine (adică, există o șansă corectă ca proteina respectivă să fie asociată cu îmbătrânirea), este încă potrivită doar pentru producerea de ipoteze. Acest rol al proteinei trebuie apoi demonstrat experimental. Acest lucru este, de asemenea, important, deoarece rolul multor proteine în știință este extrem de controversat. Există, de exemplu, proteinele sirtuinei, SIRT-1 și SIRT-2. S-a descris anterior că proteina este extrem de importantă în reglarea îmbătrânirii, care la nivel laic a precipitat odată cu apariția imediată a sirtuindi, care a fost susținută ca o metodă de slăbire și întinerire rezistentă la bombe. Cu toate acestea, în Nature a apărut în urmă cu câțiva ani un articol care, în ciuda faptului că gena proteinei a fost eliminată (inoperabilă) la diferite animale model, durata de viață a animalelor tratate nu s-a schimbat după procedură. Aceste experimente au arătat că sirtuinele nu afectează îmbătrânirea. Cu toate acestea, metoda actuală de învățare automată a identificat proteina SIRT-2 ca fiind una dintre cele mai puternice proteine de îmbătrânire. Având în vedere acest lucru, merită reexaminat rolul proteinelor în influențarea procesului de îmbătrânire.

„Există o mulțime de proteine umane pe listă pe care nimeni nu le-a știut înainte au avut de-a face cu îmbătrânirea. Acestea sunt potențiale noi proteine umane legate de îmbătrânire. Următorul pas al cercetării va fi - și am început deja - asta

în nematode, eliminăm genele acestor proteine unul câte unul și urmărim schimbările în durata lor de viață. ”

Explică șeful de departament. Aceasta noua analiza matematica, care a durat o jumatate de an, ne-a eliberat de ani de lupta de laborator si poate fi folosit pentru a prezice exact ce proteine ar trebui testate experimental.

Aceste rezultate se succed logic, dar dacă mergem puțin mai departe și încercăm să analizăm mecanismul procesului de îmbătrânire, apare o idee extrem de ruptă de formă. Acest lucru se datorează faptului că atunci când cercetătorii vorbesc despre „proteinele de îmbătrânire” și despre factorii care „joacă un rol” în procesul de îmbătrânire, ei cred că aceste proteine au sarcina de a „îmbogăți” în mod voluntar corpul. Deși care ar fi interesul genelor de a distruge propriile lor organisme purtătoare și apoi de a le distruge în cele din urmă? Până acum, ne-am gândit la îmbătrânire ca la un rău necesar, inevitabil. Până acum.

„Așa-numitele proteine de îmbătrânire afectează viteza și rata procesului de îmbătrânire. Dacă gena care codifică o astfel de proteină este oprită, durata de viață a animalului afectat este de obicei extinsă, astfel încât funcția normală a proteinei era de fapt de a regla procesul de îmbătrânire.

Aproximativ cinci sute dintre aceste proteine cu funcții de reglare au fost identificate în ultimii treizeci de ani ”, continuă Tibor Vellai.

„La fel de important este însă mecanismul molecular care îmbătrânește corpul. Ei bine, la asta pot spune că în prezent nu cunoaștem mecanismul îmbătrânirii. Cu toate acestea, dacă vom cunoaște mecanismul, va exista totuși întrebarea de ce avem proteine care sunt menite să ne îmbătrânească. Acest lucru oferă probabil un optim evolutiv. Dacă nu ar exista un proces de îmbătrânire și indivizii nu ar muri, speciile ar crește în câteva momente, resursele ar trăi în câteva momente și ar dispărea în curând. Luați în considerare, de exemplu, bacteria E. coli, o celulă mică care este invizibilă fără microscop. Dacă această celulă s-ar putea împărți liber cu resurse nelimitate (două dintr-o celulă, patru din două, opt din patru și așa mai departe), celula noastră de pornire ar fi aceeași biomasă ca masa pământului în două zile. ”

În limba maghiară, teoria este că există îmbătrânire (și există gene care promovează îmbătrânirea) deoarece

genele noastre se vor descurca bine pe termen lung dacă, după un timp, când devenim inutilizabili pentru reproducere, ele scapă de noi și genele noastre transmise descendenților noștri pot continua să trăiască.

În acest moment, am transmis copii ale genelor noastre descendenților noștri, asigurând astfel supraviețuirea genei. Desigur, această linie de gândire nu conține nicio judecată de valoare cu privire la utilitatea socială a persoanelor în vârstă, este doar o manifestare a egoismului genelor.

„În ciuda multor decenii de cercetări intensive, teoriile despre îmbătrânirea automată a celulelor nu au fost dovedite până în prezent. Credem că domeniul științei se confruntă cu o explozie uriașă. Știm despre multe celule care nu îmbătrânesc. Exemple sunt celulele liniei germinale (formarea de celule germinale), celulele canceroase sau celulele hidro-somatice plane și de apă dulce. Aceste celule nu prezintă caracteristicile procesului de îmbătrânire, deci linia lor celulară este potențial nemuritoare. Cu toate acestea, acestea sunt, de asemenea, lipsite de mutații care afectează genomul și leziunile celulare în timpul metabolismului. ” - păstrează geneticianul.

Astfel, mecanismul molecular care stă la baza îmbătrânirii care duce în cele din urmă la moartea individului este încă necunoscut.

Dar odată ce va fi cunoscut, va însemna și că vom influența îmbătrânirea și chiar o vom opri? Și ar trebui să facem acest lucru, folosind vocea favorită a oponenților progresului științific, „putem să-l jucăm pe Dumnezeu”?

„Prelungirea vieții umane nu este ceva nou. Atunci când o persoană caută servicii medicale, scopul său este aproape întotdeauna să prelungească viața, fie pentru tratamentul cancerului, a bolii Alzheimer sau a oricărei alte boli a bătrâneții. De aceea, vă aflați într-un punct mort în medicina de astăzi ”, argumentează Tibor Vellai. „În loc să cunoaștem procesul de îmbătrânire în sine, încercăm să vindecăm individual o gamă largă de boli ale bătrâneții. Cu toate acestea, acest lucru nu rezolvă problema îmbătrânirii. De exemplu, dacă am putea vindeca cancerul, nu vom realiza acest lucru decât în cancer, ci într-o altă boală de bătrânețe, de ex. Ne-am îmbolnăvi și am muri de boala Alzheimer. Cu toate acestea, dacă am putea reduce rata procesului de îmbătrânire, am putea întârzia apariția tuturor bolilor bătrâneții în același timp. ”