ΙΤΕ: O μηχανισμός που ρυθμίζει τη γήρανση και την αναπαραγωγή

Πρόσφατη έρευνα στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύονται σήμερα στο έγκριτο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Nature Aging, ρίχνει για πρώτη φορά φως σε ένα θεμελιώδη μηχανισμό ελέγχου της γήρανσης και της αναπαραγωγικής γονιμότητας. 

Οι ερευνητές του ΙΜΒΒ, Δρ. Mαργαρίτα Έλενα Παπανδρέου και Δρ. Γιώργος Κωνσταντινίδης, με επικεφαλής τον Δρ. Νεκτάριο Ταβερναράκη, (καθηγητή της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστήμιου Κρήτης και πρόεδρο του ΙΤΕ) αποκάλυψαν ένα νέο μοριακό μηχανισμό που λειτουργεί στα κύτταρα για τη διαφύλαξη της ακεραιότητας και της λειτουργίας του πυρήνα, και ρυθμίζει τη σωματική καθώς και την αναπαραγωγική γήρανση.

Σύμφωνα με την ανακοίνωση του ΙΤΕ «ο πυρήνας είναι το κεντρικό οργανίδιο των ευκαρυωτικών κυττάρων, όπου βρίσκεται το γενετικό υλικό, ή αλλιώς, το DNA, το οποίο καθορίζει την κυτταρική ταυτότητα και λειτουργία σε όλους τους οργανισμούς. Η δομή και η αρχιτεκτονική του πυρήνα αλλάζουν δραματικά κατά τη γήρανση, αλλά και κατά την καρκινογένεση. 

Επιπρόσθετα, ένα κοινό χαρακτηριστικό της γήρανσης, των παθολογικών καταστάσεων που σχετίζονται με αυτή, αλλά και των προγεροειδών συνδρόμων (π.χ., σύνδρομα Hutchinson-Gilford, Werner, Bloom, Cockayne, και άλλα), αποτελούν οι αλλοιώσεις που εντοπίζονται στον πυρηνίσκο του κυττάρου, μία δομή μέσα στον πυρήνα που ελέγχει την παραγωγή ριβοσωμάτων τα οποία λειτουργούν ως μηχανές σύνθεσης πρωτεϊνών των κυττάρων». 

Αξίζει να σημειωθεί, σύμφωνα με τα όσα αναφέρεονται από το Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ), ότι η διατήρηση της ακεραιότητας του πυρήνα και του πυρηνίσκου έχει συσχετιστεί με τη μακροζωία, και με παρεμβάσεις που παρατείνουν τη ζωή σε πειραματόζωα. 

Ωστόσο, οι μοριακοί και κυτταρικοί μηχανισμοί που επιτηρούν και διασφαλίζουν την δομή του πυρήνα και του πυρηνίσκου παραμένουν αδιευκρίνιστοι. 

Δεν είναι, επίσης, γνωστό αν ο προοδευτικός εκφυλισμός της αρχιτεκτονικής του πυρήνα, που παρατηρείται κατά τη γήρανση, και σε ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία, αποτελεί επακόλουθο, ή απλή συνέπεια αυτών των καταστάσεων, ή συνεισφέρει καθοριστικά στη διαδικασία της γήρανσης και της παθογένεσης των προγεροειδών συνδρόμων. 

Χρησιμοποιώντας δύο πειραματικούς οργανισμούς, τον νηματώδη Caenorhabditis elegans και το ποντίκι, οι ερευνητές του ΙΜΒΒ-ΙΤΕ μελέτησαν αυτά τα βασικά ερωτήματα. Η διατήρηση της πυρηνικής δομής και λειτουργίας απαιτεί τη συνεχή και αυστηρά ρυθμιζόμενη ανακύκλωση των ελαττωματικών ή κατεστραμμένων πυρηνικών συστατικών. 

Η στόχευση και η αποικοδόμηση των κατεστραμμένων πυρηνικών συστατικών πραγματοποιείται με έναν επιλεκτικό τύπο αυτοφαγίας, την πυρηνοφαγία, η οποία χρησιμεύει ως μηχανισμός ελέγχου της πυρηνικής ομοιόστασης. 

Η διατήρηση της μορφολογίας του πυρήνα και η ανακύκλωση του πυρηνικού υλικού είναι απαραίτητες για τη λειτουργία του κυττάρου. Προβλήματα στη σωστή διεξαγωγή πυρηνοφαγίας έχουν ενοχοποιηθεί για ένα ευρύ φάσμα παθολογικών καταστάσεων, όπως οι βλάβες στο DNA, ο καρκίνος και οι νευρεκφυλιστικές ασθένειες. Παρέμενε όμως άγνωστο το πώς ρυθμίζεται η πυρηνοφαγία, καθώς και ποιες είναι οι επιπτώσεις που έχει η απορρύθμισή της στη γήρανση.

Η πυρηνοφαγία

Τα αποτελέσματα της έρευνας των επιστημόνων του ΙΜΒΒ-ΙΤΕ αναδεικνύουν την πυρηνοφαγία ως έναν κεντρικό μοριακό μηχανισμό, μέσω του οποίου εξασφαλίζεται η μακροπρόθεσμη διατήρηση της πυρηνικής αρχιτεκτονικής και ομοιόστασης. Μέλη της οικογένειας πρωτεϊνών ANC-1/Nesprin έχουν ρόλο βασικού ρυθμιστή της πυρηνοφαγίας. 

Η ανακύκλωση πυρηνικού υλικού μέσω πυρηνοφαγίας συμβάλλει στη μακροζωία των σωματικών κυττάρων, ενώ διασφαλίζει την αθανασία της βλαστικής σειράς κυττάρων του γεννητικού συστήματος, και, κατ' επέκταση, την αναπαραγωγική υγεία. 

Το γεγονός ότι οι μοριακοί μηχανισμοί που ελέγχουν τη πυρηνοφαγία έχουν διατηρηθεί όμοιοι εξελικτικά, ανάμεσα σε πολύ διαφορετικούς οργανισμούς, υποδεικνύει ότι αντίστοιχες διαδικασίες διέπουν τη γήρανση και την αναπαραγωγή στον άνθρωπο. 

Τα ευρήματα αυτά αναμένεται ότι θα αξιοποιηθούν για την αντιμετώπιση νοσημάτων τα οποία χαρακτηρίζονται από κατάρρευση της αρχιτεκτονικής του πυρήνα, αλλά και της ανθρώπινης υπογονιμότητας.

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ