آیا می‌توانیم با تمیز کردن سلول های‌مان جوان و سالم بمانیم؟

فرارو- گروهی از پژوهشگران می‌خواهند دریابند که آیا تقویت فرآیند طبیعی که به نام اتوفاژی یا خودخواری شناخته می‌شود می‌تواند بیماری‌های ناتوان کننده پیری را مهار کند یا خیر.

به گزارش فرارو به نقل از ال پائیس، آیا با مداخله در فرآیند‌هایی که بدن و مغز ما را با افزایش سن دچار اختلال در عملکرد می‌کنند می‌توانیم شروع اختلالات مرتبط با افزایش سن را به تاخیر انداخته یا حتی از رشد کامل آن جلوگیری کنیم؟

چشمه افسانه‌ای جوانی برای هزاران سال افسانه‌ای محبوب بوده است. این پرسش که آیا می‌توانیم از آب‌های آن بنوشیم از سال ۱۸۸۹ میلادی زمانی که «شارل ادوارد براون سکوارد» پزشک فرانسوی عصاره‌های بیضه حیوانات را به خود تزریق کرد ذهن پژوهشگرانی که در زمینه پیری بیولوژیکی کار می‌کنند را به خود مشغول ساخته است. نکته جالب آن که شارل ادوارد براون سکوارد پس از تزریق مدعی شده بود که وضعیت روحی و جسمی‌اش بهبود یافته است.

تقریبا ۱۵۰ سال بعد، اختلالات مرتبط با افزایش سن مانند آلزایمر و بیماری قلبی در کشور‌های شمال جهان به سطحی همه گیر رسیده و تلاش برای جوان‌سازی جذابیت خود را از دست نداده است.

جای تعجب نیست که افزایش امید به زندگی تا حد زیادی دلیل اصلی توجه به این موضوع است. افرادی که امروزه در اروپا به دنیا می‌آیند می‌توانند انتظار داشته باشند که تا سن ۸۱.۳ سالگی زندگی کنند یعنی ۳۵ سال بیش‌تر از کسانی که در اواخر قرن نوزدهم به دنیا آمده بودند. با این حال، پزشکان موافق هستند که کیفیت زندگی در دوران پیری همگام با طول عمر نیست. بسیاری از ما سال‌های سالمندی خود را (گاهی ده‌ها سال) با شرایط روحی یا جسمی زندگی می‌کنیم که تقریبا به طور کامل ناشی از روند پیری است.

به گفته «نکتاریوس تاورناراکیس» پژوهشگر علوم زیستی در دانشگاه کرت در یونان که بر روی موضوع پیری، مرگ سلولی و تخریب عصبی در حال مطالعه است اغلب هیچ درمانی برای شرایط پیری وجود ندارد و علائم می‌توانند «بسیار ناتوان کننده و گاهی اوقات ویرانگر» باشند. او می‌گوید: «هدف ما باید از زنده ماندن طولانی‌تر باید به دستیابی به کیفیت زندگی بهتر در دوران پیری تغییر یابد».

سم‌زدایی سلولی

تاورناراکیس و همکاران‌اش به دنبال درک و در نهایت رفع علل سلولی زوال بیولوژیکی هستند. مزایای افزایش سال‌های سلامتی یک فرد در کل جامعه احساس خواهد شد. سلامت ضعیف در دوران سالمندی بار بزرگ و فزاینده‌ای را بر سیستم‌های اجتماعی و مراقبت‌های بهداشتی تحمیل می‌کند. بیماری آلزایمر به تنهایی بیش از ۴.۹ میلیون نفر را در اروپا تحت تاثیر قرار می‌دهد و بیماری‌ها و اختلالات سیستم عصبی و مغز هزینه سالانه حدود ۸۰۰ میلیارد یورو را بر اروپا تحمیل می‌کنند.

پرسش این است که دانشمندان چگونه می‌توانند امیدوار باشند مشکل زوال فیزیولوژیکی امکان حل شدن داشته باشد در حالی که انبوهی از اختلالات به ظاهر نامرتبط وجود دارند که برای جلب توجه آنان با یکدیگر رقابت می‌کنند از انواع سرطان گرفته تا بیماری‌هایی که بر اندام‌های داخلی، سیستم گردش خون و سیستم عصبی تاثیرگذار هستند و تا حد زیادی با پیری مرتبط می‌باشند.

بسیاری به یک فرایند بیولوژیک به نام اتوفاژی دل بسته‌اند. سلول‌ها از اتوفاژی برای خلاص شدن از شر مواد سمی (عمدتا اجزای غیر ضروری یا آسیب دیده) استفاده می‌کنند. با افزایش سن این وظیفه مهم با کارایی کم‌تری انجام می‌شود که می‌تواند باعث ایجاد خطا‌ها و اشکالاتی شده و به التهاب بیماری‌زا و در نهایت مرگ سلولی نکروزی منجر شود.

در اتوفاژی سلول‌ها از دیگر سلول‌ها تغذیه می‌کنند. با این که ممکن است به نظر برسد اتوفاژی روندی مخرب است، اما سازوکار طبیعی دفاع سلول می‌باشد. در مواقعی که مواد غذایی به اندازه کافی به سلول نمی‌رسد یا این که سلول باید عوامل مهاجم مثل باکتری و ویروس را تخریب کند اتوفاژی برای زدودن مواد زائد و کاهش مصرف سلول ضروری به نظر می‌رسد. علاوه بر این، سلول مواد زائدی را که خود تولید کرده یا اجزایی را که پیر شده‌اند به این ترتیب تخریب کرده و از مواد اولیه آن برای تولید اجزا و مواد جدید استفاده می‌کند.

شواهد فزاینده‌ای وجود دارند که نشان می‌دهند اتوفاژی معیوب یک مخرج مشترک در بسیاری از اختلالات مرتبط با پیری است. نکروز به بروز تومورها، بیماری کبد، سکته مغزی، بیماری قلبی و اختلالات عصبی مرتبط با سن مانند آلزایمر و پارکینسون دامن می‌زند.

مطالعات در این زمینه در مراحل ابتدایی خود هستند، اما مجموعه پژوهش‌هایی رو به رشد نشان می‌دهند که افزایش اتوفاژی می‌تواند بقای سلولی را افزایش دهد و چشم‌انداز سلامتی ما را بهبود بخشد.

پروفسور «لیندا پارتریج» مدیر موسسه زیست‌شناسی پیری ماکس پلانک در آلمان با نگاهی به آینده می‌گوید: «ما چشم‌انداز توسعه یک قرص واحد را می‌بینیم که مسیر‌های بیولوژیکی را که شامل اتوفاژی نیز می‌شوند هدف قرار می‌دهد. ایده این است که پلی پیل یا قرصی چندکاره و چند منظوره‌ای که حاوی دارو‌های مختلف در یک قرص است را داشته باشیم که از سازوکار‌های اساسی درگیر در بیش از یک بیماری مرتبط با افزایش سن جلوگیری می‌کند».

او می‌افزاید: «ما به دنبال افزایش طول عمر نیستیم بلکه به دنبال حل مشکل دوره رو به رشد بیماری در سالیان پایانی زندگی افراد هستیم».

تاورناراکیس بر روی باز کردن پیوند بین اتوفاژی و زوال سیستم عصبی مربوط به سن متمرکز شده است. بیش‌تر کار‌های این گروه بر روی کرم Caenorhabditis elegans انجام می‌شود که شاید در کمال تعجب باید گفت که سیستم عصبی آن به طرز چشمگیری شبیه به سیستم عصبی انسان است.

در طول چهار سال نخست انجام این پروژه تیم بررسی کننده برخی از ژن‌های کلیدی و بازیگران مولکولی درگیر در نکروز سلول عصبی را کشف کردند. پژوهش آنان تایید می‌کند که بقا و نگهداری طولانی مدت نورون‌ها به نوع فرعی اتوفاژی به نام میتوفاژی (یا میتوکندری خواری یک تخریب انتخابی و هدفدار میتوکندری‌ها است که در اصل نوعی اتوفاژی (خودخواری) محسوب می‌شود و زمانی رخ می‌دهد که بر اثر استرس یا تخریب، میتوکندری دچار نقص شود) بستگی دارد.

ایجاد سموم

در ابتدا یک موجود زنده از میتوفاژی برای از بین بردن میتوکندری‌های قدیمی یا سمی استفاده می‌کند (اندامک‌هایی هستند که توسط یک سلول برای تبدیل گلوکز یا قند ساده به انرژی مفید استفاده می‌شوند). با این وجود، با افزایش سن و کاهش سرعت میتوکندری، میتوکندری‌های معیوب تجمع در سلول‌های عصبی را آغاز می‌کنند. این تجمع سمی است و باعث ایجاد یک پاسخ التهابی می‌شود که منجر به آسیب سلولی و مرگ خواهد شد. این از دست دادن پیش رونده سلول‌های عصبی عملکردی است که باعث ظهور یک بیماری عصبی می‌شود.

تاورناراکیس می‌گوید: «ما از طریق کار بر روی C. elegans و بافت مغز انسان می‌توانیم تایید کنیم که میتوفاژی در بیماران مبتلا به آلزایمر کاهش می‌یابد».

او اشاره می‌کند که تلاش‌ها برای رمزگشایی سازوکار‌های دقیق درگیر در شکست میتوفاژیک هنوز در حال آشکار شدن است، اما او مطمئن است که درمان‌های ژنتیکی پیچیده در نهایت برای جایگزینی توالی‌های ژنی که نکروز را تقویت می‌کنند با مواردی که از اتوفاژی سالم تا سنین بالا پشتیبانی می‌کنند در دسترس خواهند بود.

کمتر بخورید بیش‌تر عمر کنید

یکی از راه‌های شناخته شده برای ایجاد اتوفاژی از طریق محدودیت کالری است. در آزمایش‌هایی که روی کرم‌ها، مگس‌ها، موش‌ها، شامپانزه‌ها و انسان‌ها انجام شد پژوهشگران دریافتند که مصرف کمتر غذا یا محدود کردن ساعات تغذیه ارگانیسم در یک روز معین اتوفاژی را فعال می‌کند.

در گونه‌های غیر انسانی، محدودیت‌های غذایی نیز باعث افزایش طول عمر و کاهش یا تاخیر در آغاز شرایط مرتبط با سن می‌شود. بسته به گونه، امیدوار کننده‌ترین نتایج افزایش طول عمر بین ۵۰ تا ۳۰۰ درصد را نشان می‌دهد. شواهد وسوسه‌انگیزی وجود دارد که نشان می‌دهند محدودیت‌های غذایی تاثیرات مثبتی بر پیری پستانداران نیز دارند اگرچه اثرات آن در انسان قابل بحث است.

چرا ممکن است گرسنگی به اتوفاژی کمک کند؟ دلیل آن ساده است. زمانی که رژیم غذایی یک موجود زنده محدود می‌شود سلول‌های آن از گلوکز محروم شده و شروع به مصرف مواد اضافی خود برای تولید انرژی می‌کنند. به عبارت دیگر، برای حفظ خود، سلول‌ها مجبور به اتخاذ حالت سم‌زدایی از اتوفاژی می‌شوند.

پیشگیری از بیماری

مشکل محدودیت‌های غذایی این است که عموما مردم آن را دوست ندارند و هر گونه تلاش برای کاهش مصرف غذا در انسان کوتاه مدت است. بنابراین، زمانی که صحبت از تقویت اتوفاژی به میان می‌آید مداخلات دارویی چشم انداز بسیار واقعی‌تری دارند (اگرچه پارتریج تاکید می‌کند که فعال‌سازی بیش از حد اتوفاژی نیز می‌تواند مشکل ساز باشد، زیرا این امر می‌تواند منجر به تخریب سلول‌ها با سرعت نامطلوب شود).

تعدادی از دارو‌های امیدبخش و نامزد قلمداد شده پیش‌تر شناسایی شده اند. مهم‌ترین آن دارو‌ها یورولیتین A (تولید شده توسط برخی از باکتری‌های روده پس از تغذیه با الاژیتانین‌ها که در انار، توت فرنگی، تمشک و گردو یافت می‌شود) و راپامایسین (یک ضد قارچ طبیعی تولید شده توسط باکتری‌های خاک) هستند. این دو ترکیب شناخته شده در تنظیم مثبت اتوفاژی نقش دارند. در موش ها، کرم‌ها و مگس‌های میوه نیز مشخص شده که این دارو‌ها طول عمر را افزایش می‌دهند. به زودی، ویژگی‌های حفاظتی این ترکیبات در آزمایش‌های بالینی انسانی مورد آزمایش قرار خواهند گرفت.

پارتریج که در حال مطالعه سازوکار‌های اساسی‌ای است که راپامایسین را در تقویت اتوفاژی در مدل‌های حیوانی موثر می‌سازد امیدوار است که نتایج آزمایش‌های انسانی، تیم‌اش را به ساختن پلی پیل یا قرص با کارکرد چندگانه و حاوی چندین دارو درون یک قرص تغییر دهنده بازی نزدیک‌تر سازد.

او می‌گوید: «در نهایت ممکن است به یک دارو برسیم که بسیار شبیه دارویی است که امروزه افراد مبتلا به کلسترول خون از استاتین‌ها یا قرص‌هایی برای کاهش فشار خون استفاده می‌کنند. دارو‌هایی که در مدت زمان بسیار طولانی برای پیشگیری از ابتلا به بیماری‌ها سال‌ها پیش از بروز بیماری مصرف می‌شوند».