Pokusy na hlístových červech pomohly ruským a americkým molekulárním biologům a matematikům dokázat, že určitý genetický program řídí proces stárnutí. Podle článku publikovaného v časopise Scientific Reports bude možné zasahovat do jeho práce pomocí drog.
V posledních letech mezi vědci ožila debata o tom, co je procesem stárnutí a smrti lidí a zvířat. Někteří biologové a evolucionisté věří, že tento proces není náhodný a že je řízen určitým „programem smrti“. Nazývají tedy speciální sadu genů, díky nimž se tělo rozpadá a umírá, čímž se uvolňuje nová generace svého druhu.
Jiní vědci se domnívají, že stárnutí je zcela náhodný proces akumulace mutací a náhodných poruch v buňkách, což vede k akumulaci tzv. "Stárlých" buněk v těle. Přestávají se účastnit života těla v důsledku objevení se mutací v DNA nebo dosažení hranice dělení. Nedávné experimenty ukázaly, že jejich odstranění z těla červů výrazně prodloužilo jejich život a zlepšilo životně důležité funkce.
Existence nahých krtek a jiných „nesmrtelných“zvířat, jak poznamenal Pyotr Fedichev, zakladatel Gera a vedoucí laboratoře v MIPT, vedl jeho tým před několika lety k tomu, aby předpokládal, že program stárnutí by měl stále existovat, a že může být zastaveno pomocí určitých drog nebo změnou toho, jak fungují geny.
Pro jeho hledání vybrali šest desítek různých odrůd hlístových červů, z nichž některé žily neobvykle dlouhou dobu, desetkrát vyšší, než je obvyklé, zatímco jiné žily relativně normálně nebo neobvykle krátké. Biologové se pokusili odhalit důvody vývoje těchto rozdílů porovnáním toho, jak se aktivita jejich genů mění v různých stádiích života a analyzují jejich charakteristické soubory mutací.
Vědci se zpočátku zajímali o odpověď na jednu jednoduchou otázku - proč mutace v některých genech, které nematody získaly ještě předtím, než se vylíhly na svět, výrazně prodloužily jejich život a jejich blokování RNA v dospělosti nepřineslo stejný účinek.
To vedlo ruské genetiky a matematiky i jejich kolegy na Arkansas Medical University v Little Rock (USA) k podezření, že takové malé změny způsobily rozsáhlou restrukturalizaci celého programu stárnutí, což bylo obtížné nebo nemožné opakovat.
Aby Fedenev a jeho kolegové otestovali tyto obavy, spojili výsledky svých vlastních měření a experimentů jiných vědeckých skupin do rozsáhlé databáze odrážející, jak se práce všech genů nematodů změnila s věkem. Analyzovali jeho obsah pomocí systému strojového učení schopného zdůraznit i ty nejjemnější podobnosti.
Propagační video:
Ukázala, že proces stárnutí se opravdu podobal určitému programu - aktivita genů ve všech dlouhověkých červech se změnila jedním směrem. Jinými slovy, změnila se podobným, nikoli náhodným způsobem. A co je nejdůležitější, zpomalení toho, jak geny změnily své chování, přímo odráželo, jak dlouho bezobratlí byli schopni přežít.
Tento objev vedl Fedicheva a jeho tým ke spekulacím, že podobného účinku by bylo možné dosáhnout s drogami bez použití genetických intervencí. Pokusili se najít podobné látky pomocí databáze CMAP, která obsahuje komplexní informace o tom, jak určité léky a jiné látky ovlivňují různé lidské geny.
Pomohla jim najít čtyři dříve neznámé léky, které by „zpomalily“program stárnutí téměř stejným způsobem jako mutace v genech dlouhověkosti. Testování na běžných červech ukázalo, že všichni zpomalují stárnutí nematodů do stejné míry. Například nejsilnější lék, běžný analgin, prodloužil jejich život o třetinu.