Az örök ifjúság titkai

Noha az öregedés folyamatának titkai a történelem kezdete óta foglalkoztatják az emberiséget, annak oka továbbra is titok a tudomány előtt. Persze már vannak pontos ismereteink. Látjuk, hogy a sejtekben molekuláris károsodások halmozódnak fel, és amikor a sejtpusztulás tömeges mértékűvé válik, megjelenik valamilyen öregkori betegség, mint a cukorbaj, ami az inzulint termelő Langerhans-szigetek megszűnése miatt lép fel, vagy az Alzheimer- és Parkinson-kór, az öregkori demencia. Ez utóbbiak hátterében pedig az idegsejtek pusztulása áll. Ezek a folyamatok mind visszavezethetőek a különböző sejtek genomjának szétzilálódására. A genom egy szervezet teljes örökítőinformációját jelenti, a teljes DNS-készletet, és ha egy része sérül, a sejtek és a szervezet különböző funkciói is sérülhetnek.

Korábban sokáig nem értették, mi lehet a szerepe a sejtek genomjában nagy számban előforduló, úgynevezett mozgó géneknek. Az 1950-es években egy amerikai genetikus, Barbara McClintock mutatta ki, hogy ezek bemásolhatják magukat más DNS-szakaszokba, tönkretéve azok funkcióit. Felfedezését 1983-ban orvosi Nobel-díjjal jutalmazták.

– Ezek a mozgó gének idővel feldúsulnak a genomban, és a nagy számok törvénye alapján egyszer csak eltalálnak egy fontos funkcionális DNS-szakaszt, így az adott sejt elpusztul, a halálhoz vezető öregkori betegségeket pedig a tömeges sejtpusztulás okozza – magyarázza dr. Vellai Tibor, az ELTE Genetikai Tanszékének vezetője, aki az MTA támogatásával 2017-ben hozott létre egy öregedési folyamat mechanizmusait vizsgáló kutatócsoportot.

Kétélű fegyver

A magyar kutatócsoport olyan sejteket és organizmusokat kezdett el vizsgálni, amelyek egyáltalán nem öregednek. Ilyen például a minden ember testében meglévő „csíravonal”, amelyből a hímivarsejtek és a petesejtek származnak: ezek az életünk végén is ugyanolyan állapotban vannak, mint újszülött korunkban, szemben a testünk többi sejtjének genomjával.

A másik nem öregedő sejttípust a rákos őssejtek képviselik, amelyek osztódási potenciálja korlátlan, és fenntartják a tumorok növekedésének a lehetőségét. Az első, Petri-csészében nevelt emberi sejtvonal, a Hela-sejt is ilyen, amit az 1951-ben méh­nyakrákban elhunyt Henrietta Lacks tumorából metszettek ki, és amelyen azóta már mintegy 74 ezer kutatást végeztek el a világ laboratóriumaiban. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a Hela-sejt genomját az ugráló gének sem teszik tönkre, és a kromoszómája – a többi sejtével ellentétben – az osztódás során sem rövidül, így a rákos sejt úgy képes korlátlanul szaporodni, hogy közben nem öregszik.

De vannak nem öregedő állatfajok is: ilyen a csalánozók közé tartozó édesvízi hidra, néhány medúzafaj és egy laposféreg, a planária. Ez utóbbiakból kutatók harminc éve bezártak néhányat egyesével, és a példányok a mai napig élnek, testüket állandóan megújítva. Persze nem halhatatlanok, csak nem öregszenek, a ragadozóik ettől még megehetik őket.

– Azt kerestük tehát, hogy mi a közös ezekben az organizmusokban és sejtcsoportokban – mondja Vellai Tibor. – A Piwi-fehérje aktivitását találtuk meg, aminek alapvető funkciója az ugráló gének féken tartása, a genomi stabilitás biztosítása.

Persze, egyszerűnek tűnik a megoldás az öregedésre: adjunk a sejtjeinknek Piwi-fehérjét, és nem halunk meg többé. Csakhogy ez kétélű fegyver; a sejt, amelyikben a Piwi működik, folyamatosan osztódhat, így könnyen rákossá válhat. Tehát más módon kell akadályozni az ugráló gének működését.

Gyógyszer, hátulütőkkel

A magyar csapat egy fonalféreggel kezdett el kísérletezni, amiben nagyon kicsi, mindössze tíz százalék az ugráló gének aránya. A kutatók ezekből kiválasztották a két legaktívabb családot, majd blokkolták őket, úgynevezett géncsendesítési technológiával: ezzel többszörösére sikerült növelni az állatok élettartamát. A jövőben pedig a CRISPR-Cas9 génszerkesztéssel szeretnének kísérletezni, amellyel egyszerűen ki lehet vágni a nemkívánatos ugráló szakaszokat.

– Az embernél is kivághatóak a ge­nomból a legaktívabb ugráló gének, ami potenciálisan jelentősen megnövelheti az élettartamot. Akár az összeset is kivághatnánk, de rengeteg van belőlük, ez már a tudományos fantázia határát súroló kijelentés – magyarázza Vellai Tibor.

Tehát a hazai kutatócsoport a mobilis genetikai elemek inaktiválásával bizonyította ezek alapvető szerepét az öregedésben, nemcsak féregtörzsekben, hanem muslicáknál is.

– Velünk párhuzamosan egy amerikai kutatócsoport is hasonló eredményre jutott, gyakran előfordul ilyen helyzet, de ez nem csorbítja egyikünk eredményeit sem. Az amerikaiak ráadásul egészen máshogy közelítették meg a kérdést, egér­modellt használva. Nem az élettartam meghosszabbodását vizsgálták, hanem az öregedés egyik sajátosságát, a gyulladásos folyamat kialakulását. Mi ennél tovább mentünk – mondja Vellai Tibor.

A kutatócsoport belefogott gyógyszertani fejlesztésekbe is, elsősorban a rákgyógyítás terén. Elméletük szerint ugyanis ha a rákos sejtekben a Piwi gátolja az öregedést, akkor a megoldás aránylag egyszerű: blokkolni kell a Piwi-fehérjét, így a rákos sejtek is elpusztulhatnak. A megközelítés hátulütője egyelőre, hogy egy ilyen anyag hatni fog a szervezetünkben a csíravonalra is, hiszen abban is Piwi-fehérje működik, vagyis meddőséget okozhat. Így inkább csak az idősebb betegek számára jelenthet majd megoldást.

Éhezni jó

De vannak olyan öregedéslassító praktikák is, amiket az ember maga is gyakorolhat. Szintén szorosan összefügg az öregedéssel az autofágia, vagyis a sejtes önemésztés. Ez egy önjavító folyamatot takar, mely során a sejt a saját hibássá vált sejtszervecskéit, a sérült fehérjéket és az idegen kórokozókat emészti meg és bontja le. Ahogy az ember öregszik, az autofág megújulás is egyre rosszabbul működik, részben az ugráló gének működése miatt (a mozgó gének tönkreteszik az autofág géneket), részben pedig mérgező fehérjék miatt. Ez utóbbiakból eddig kettőt ismerünk, és az egyikre már van is gátló anyag.

– A fokozottabb autofágia érdekében mi magunk is sokat tehetünk: amikor éhezünk, a sejt elkezdi önmagát emészteni, hogy energiához jusson, tehát fokozódik az önjavító mechanizmus. Persze, ez csak egészséges mértékben működik, az erős éhezés nem tesz jót a szervezetnek. Elég, ha nem eszünk azonnal, amikor megéhezünk, és nem esszük mindig tele magunkat, így sokat tehetünk saját életünk meghosszabbításáért – tanácsolja a genetikus.

Ezt már régen megfigyelték az emberek, nem véletlen, hogy szinte minden betegség esetén a diéta az egyik fő kezelési mód, és böjtölni is többek között ezért olyan egészséges. A mozgás és a fizikai aktivitás szintén fokozza az autofágiát, továbbá a rezveratrol is mint hatóanyag, amely megtalálható a málnában, a faeperben, a kakaóban, az étcsokoládéban, a földimogyoróban és a piros szőlőben is. Ezért ajánlott mindennap meginni egy pohár vörösbort – de nem többet.

Vellai Tibor az ELTE Innovatív Kutatója díjban részesült az autofág folyamatokkal kapcsolatos eredményeiért, ugyanis potenciális gyógyszerhatóanyagot fejlesztettek, amit aztán az egyetem és egy ipari partner együttműködésében szabadalmaztattak. Ebből a közeljövőben termék lehet.

– A halál egy evolúciós optimum következménye, nem játszhatjuk ki, be kell következnie. Egyrészt az erőforrások korlátozottak. Öregedés és pusztulás nélkül egy fajon belül olyan mértékű versengés keletkezne, hogy pillanatok alatt összeomlana és kihalna – szögezi le Vellai Tibor. – Másrészt, ha kisszámú egyed élne mégis örökké, akkor nem lenne evolúció, márpedig a környezet folyamatosan változik, amihez alkalmazkodnia kell az élőlényeknek. Az egyed halálán keresztül tehát a faji közösség fennmaradása a cél.

Ugyanakkor az már korántsem lehetetlen elképzelés, hogy életünket sokkal tovább és egészségesebben élhessük végig. Kétszáz éve még 45-50 esztendő volt a születéskor várható élettartam, ez mára közel megduplázódott a fejlett országokban. Esély van rá, hogy még tovább növelhessük.