Επιστήμονες εντόπισαν τον μηχανισμό που μετατρέπει τα κύτταρα του ανοσοποιητικού σε πηγές τοξικής φλεγμονής κατά τη γήρανση
Η κατανόηση των μηχανισμών της γήρανσης αποτελεί ένα από τα κεντρικά πεδία της σύγχρονης βιοιατρικής έρευνας με ιδιαίτερη έμφαση στο φαινόμενο της χρόνιας φλεγμονής χαμηλού βαθμού. Μια πρόσφατη μελέτη από το Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια (UVA) προσφέρει νέα δεδομένα για το πώς η δυσλειτουργία των μιτοχονδρίων συμβάλλει σε αυτή τη διαδικασία. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η απώλεια της ακεραιότητας των μιτοχονδρίων στα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος πυροδοτεί μια σειρά αντιδράσεων που συνδέονται με την εμφάνιση παθήσεων όπως η νόσος Alzheimer και ο διαβήτης τύπου 2.
Στο επίκεντρο της έρευνας βρίσκεται η διαπίστωση ότι τα μιτοχόνδρια τα οποία αποτελούν τα ενεργειακά κέντρα του κυττάρου διαθέτουν το δικό τους γενετικό υλικό (mtDNA). Υπό κανονικές συνθήκες το DNA αυτό παραμένει προστατευμένο εντός του οργανιδίου. Ωστόσο η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Dr. Bimal Desai παρατήρησε ότι καθώς ο οργανισμός γερνά τα μιτοχόνδρια στα μακροφάγα (κύτταρα του ανοσοποιητικού) παρουσιάζουν δομικές αστάθειες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη διαρροή τμημάτων του mtDNA στο κυτταρόπλασμα.
Η παρουσία γενετικού υλικού εκτός των μιτοχονδρίων ενεργοποιεί ένα ενδοκυτταρικό σύστημα επιτήρησης το μονοπάτι cGAS-STING. Αυτός ο μηχανισμός είναι σχεδιασμένος να αναγνωρίζει το DNA ξένων εισβολέων όπως οι ιοί όμως στην περίπτωση της γήρανσης αντιδρά στο ίδιο το DNA του κυττάρου. Η ενεργοποίηση αυτή οδηγεί στην παραγωγή και έκκριση φλεγμονωδών κυτοκινών οι οποίες κυκλοφορούν στο αίμα και προκαλούν σταδιακή φθορά στους ιστούς. Αυτή η διαρκής κατάσταση φλεγμονής είναι που χαρακτηρίζεται από τους επιστήμονες ως inflammaging.
Η μελέτη ταυτοποίησε την πρωτεΐνη Mitofusin 2 (Mfn2) ως τον κρίσιμο παράγοντα που αποτρέπει αυτή τη διαρροή. Η Mfn2 είναι υπεύθυνη για τη διατήρηση των συνδέσεων μεταξύ των μιτοχονδρίων και του ενδοπλασματικού δικτύου διασφαλίζοντας τη δομική σταθερότητα των οργανιδίων. Τα δεδομένα έδειξαν ότι στα γηρασμένα κύτταρα τα επίπεδα της Mfn2 είναι σημαντικά μειωμένα γεγονός που οδηγεί στην κατάρρευση της μιτοχονδριακής μεμβράνης.
Προκειμένου να επαληθεύσουν τον ρόλο της συγκεκριμένης πρωτεΐνης οι ερευνητές χρησιμοποίησαν πειραματικά μοντέλα όπου αποκατέστησαν τη δραστηριότητα της Mfn2. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ενίσχυση της πρωτεΐνης σταμάτησε τη διαρροή του mtDNA και μείωσε δραστικά τη φλεγμονώδη απόκριση. Η παρέμβαση αυτή υποδηλώνει ότι η χρόνια φλεγμονή δεν είναι μια τυχαία διαδικασία αλλά ένα ελέγξιμο βιολογικό σφάλμα που σχετίζεται με τη συντήρηση των κυτταρικών οργανιδίων.
Επιπτώσεις στη διαχείριση των ασθενειών της γήρανσης
Η σύνδεση της μιτοχονδριακής υγείας με τη συστηματική φλεγμονή παρέχει μια νέα βάση για την κατανόηση της παθοφυσιολογίας του Alzheimer. Στην περίπτωση αυτής της νευροεκφυλιστικής νόσου η χρόνια φλεγμονή στον εγκέφαλο επιταχύνει την καταστροφή των συνάψεων. Η δυνατότητα παρέμβασης στον μιτοχονδριακό «διακόπτη» θα μπορούσε θεωρητικά να επιβραδύνει την εξέλιξη της νόσου στοχεύοντας στα αίτια της φλεγμονής και όχι μόνο στα συμπτώματα.
Αντίστοιχα συμπεράσματα προκύπτουν και για τις μεταβολικές διαταραχές. Η φλεγμονή που προέρχεται από τα μιτοχόνδρια επηρεάζει την ικανότητα του οργανισμού να ρυθμίζει το σάκχαρο συμβάλλοντας στην αντίσταση στην ινσουλίνη. Η έρευνα του UVA δείχνει ότι η διατήρηση της μιτοχονδριακής ακεραιότητας είναι απαραίτητη για τη μεταβολική ισορροπία σε μεγαλύτερες ηλικίες. Οι επιστήμονες εξετάζουν πλέον την ανάπτυξη φαρμακολογικών παραγόντων που θα μπορούσαν να μιμηθούν τη δράση της Mfn2 προσφέροντας μια νέα προσέγγιση στη διατήρηση της υγείας κατά τη γήρανση.
