Omladili 75-ročné tkanivo na úroveň tridsiatnika. Vedci vytvorili enzým, ktorý zvráti vnútorné starnutie

Starnutie si často spájame so zmenami, ktoré vidíme navonok. V bunkách však počas desaťročí dochádza k množstvu molekulárnych poškodení, ktoré postupne ovplyvňujú fungovanie tkanív.

Web The Scientist informoval o novom výskume, v ktorom vedci prišli s experimentálnym enzýmom, ktorý dokázal jedno z takýchto poškodení odstrániť z bielkovín v ľudských tkanivách.

Telo sa „varí“ desaťročia

Výskum publikovaný v časopise Nature Communications sa zameral na látky nazývané produkty pokročilej glykácie (AGEs). Tie vznikajú pri chemických reakciách medzi cukrami a bielkovinami a postupne sa môžu hromadiť v tkanivách s dlhou životnosťou.

AGEs vznikajú aj pri takzvanej Maillardovej reakcii, ktorá je dobre známa z kuchyne. Ide o proces, pri ktorom cukry reagujú s bielkovinami pri zahrievaní. Výsledkom je napríklad charakteristické zhnednutie mäsa a vznik jeho typickej chuti a vône.

Podľa Aarona Cravensa, šéfa spoločnosti Revel Pharmaceuticals, však podobný proces prebieha aj v ľudskom tele, iba pri oveľa nižšej teplote a počas desaťročí.

AGEs sa podľa vedcov hromadia napríklad v kolagéne, elastíne či bielkovinách očnej šošovky. Jedným z najčastejších typov je látka označovaná ako Nε-karboxymetyl-lyzín (CML).

Práve na ňu sa výskumníci zamerali. CML sa môže viazať na receptor pre AGEs a podporovať procesy spojené so zápalom, oxidačným stresom a progresiou niektorých ochorení súvisiacich s vekom.

Enzým má poškodenie „odstrihnúť“

Ako uvádza web NAD+, vedci preto hľadali enzým, ktorý by dokázal CML z poškodených bielkovín odstrániť. Najskôr prehľadávali rozsiahle DNA knižnice a našli kandidáta v enzýme pochádzajúcom z baktérie Calidithermus roseus.

Pôvodný enzým však nebol dostatočne účinný. Výskumníci preto využili takzvanú riadenú evolúciu, pri ktorej postupne vyberali a zdokonaľovali varianty s lepšou schopnosťou odstraňovať CML Tak vznikol enzým CrGO-897, označovaný ako CMLase.

Jeho účinnosť následne testovali na rôznych bielkovinách vrátane kazeínu, hemoglobínu, kolagénu a proteínov zo sietnice. Vo všetkých prípadoch dokázal odstrániť väčšinu zmien spojených s CML.

Poškodenie zo 75-ročného tkaniva kleslo na úroveň mladšieho

Najzaujímavejšia časť experimentu sa týkala priamo ľudských tkanív. The Scientist aj NAD+ vo svojich článkoch opisujú testovanie CMLase na tkanivách a porovnanie vzoriek od mladých darcov vo veku 20 až 25 rokov so vzorkami od 75-ročného darcu. Zamerali sa na aortu, kožu a očnú šošovku, teda tkanivá, v ktorých sa CML prirodzene hromadí.

Výsledky vedcov prekvapili. Očakávali približne 20-percentné zníženie poškodenia, no po ošetrení enzýmom sa úroveň CML v testovaných vzorkách znížila až na hodnoty, ktoré podľa výskumníkov zodpovedali približne 30-ročnému tkanivu. V prípade proteínov očnej šošovky bola podľa výsledkov CMLase úroveň CML znížená o 78 percent.

K liečbe ľudí je ešte ďaleko

Napriek výrazným výsledkom vedci upozorňujú, že ide zatiaľ o dôkaz konceptu, nie o hotovú liečbu proti starnutiu.

Na toto obmedzenie upozorňuje najmä web NAD+, ktorý uvádza, že proteíny použité pri testovaní boli CMLase dobre dostupné, keďže išlo o tenké časti tkanív. Významným problémom preto zostáva otázka, či by enzým dokázal preniknúť do tkanív v živom organizme a účinne odstraňovať CML aj v tele človeka.

Vedci navyše skúmali iba jeden typ AGEs. V ľudskom organizme ich existuje viacero a na procesoch starnutia sa podieľajú rôzne typy molekulárnych poškodení. Výskumníci však vidia potenciál v samotnom princípe. Technológia riadenej evolúcie by podľa nich mohla byť využiteľná aj na vytváranie ďalších enzýmov, ktoré by cielili na iné typy poškodenia.

Nový prístup k starnutiu

Výskum tak prináša zaujímavú zmenu pohľadu na poškodenie spôsobené starnutím. Niektoré chemické zmeny na bielkovinách boli dlhodobo považované za prakticky nezvratné. Práve táto vlastnosť robí výsledky výskumu pozoruhodnými – CMLase ukázal, že aspoň jeden z týchto procesov je možné v laboratórnych podmienkach cielene zvrátiť.

Zatiaľ však nemožno hovoriť o „omladzujúcej terapii“. CMLase bol testovaný na izolovaných ľudských tkanivách a ďalším krokom bude zistiť, či sa rovnaký efekt podarí dosiahnuť aj v živom organizme.

Výsledky napriek tomu ukazujú, že vedci už nemusia skúmať starnutie iba ako proces, ktorý treba spomaľovať. V budúcnosti by mohli hľadať aj spôsoby, ako niektoré konkrétne molekulárne poškodenia vzniknuté počas desaťročí života priamo opravovať.