تنظیم یک واکنش در سلول‌ها به کُند کردن روند پیری کمک می‌کند

تنظیم یک واکنش در سلول ها امکان دارد به روش کارآمدی برای کُند کردن روند پیری تبدیل شود.

به گزارش ایسنا و به نقل از نوروساینس نیوز، دانشمندان "دانشگاه فناوری نانیانگ" (NTU) سنگاپور دریافته اند هنگامی که واکنش استرس در سلول ها، در سنین پس از تولید مثل فعال می شود، میتواند کلید کُند کردن پیری و افزایش طول عمر باشد.

دانشمندان در بررسی های آزمایشگاهی روی نوعی کرم لوله ای که شباهت هایی به انسان دارد، دریافتند که فعال کردن این واکنش استرس در کرم های مسن به واسطه تغذیه با رژیم غذایی (diet) حاوی گلوکز بالا، طول عمر آنها را در مقایسه با کرم هایی که با رژیم غذایی معمولی تغذیه می شوند ، افزایش می دهد.

به گفته این گروه پژوهشی، این نخستین بار است که ارتباطی بین واکنش استرس و پیری کشف می شود.

اگرچه باید پژوهش های بیشتری برای دستیابی به درک عمیق تر در مورد این موضوع انجام شوند اما دانشمندان گفتند که یافته های آن ها، روزنه ای را به سوی توسعه درمان هایی باز می کند که می توانند آغاز پیری را به تاخیر بیندازند یا حتی با اختلالات ناشی از افزایش سن مانند سرطان، زوال عقل و سکته مقابله کنند.

پروفسور "گیوم تیبو" (Guillaume Thibault)، زیست شناس سلولی دانشکده علوم زیستی دانشگاه فناوری نانیانگ و سرپرست این پژوهش اظهار‌کرد: پیری یک عامل خطر مهم برای انواع آسیب های انسانی، از بیماری های متابولیک مانند دیابت تا سرطان گرفته تا بیماری های عصبی است. از منظر بهداشت عمومی، تعیین مسیرهای سلولی که زیربنای فرآیند پیری هستند، میتواند ما را یک گام به توسعه راهبردهای جدیدی برای درمان اختلالات مرتبط با افزایش سن نزدیک تر کند.

وی افزود:اگرچه پژوهش ما نشان داد که یک رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا میتواند برای کُند کردن روند پیری و افزایش طول عمر در کرم های مسن سودمند باشد اما ما توصیه نمی کنیم که جمعیت سالخورده اکنون به رژیم غذایی با قند بالا روی بیاورند. آن چه پژوهش ما نشان می دهد، این است که تحریک برخی از واکنش های استرس در سلول ها امکان دارد به افزایش طول عمر (Longevity) بیانجامد و فعال کردن این واکنش با دارو ممکن است برای کاهش سرعت پیری سلولی حیاتی باشد.

دانشمندان علاوه بر نشان دادن اثر تنظیم کردن واکنش استرس در کرم های مسن، دریافتند زمانی که همین واکنش در کرم های جوانی که از رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا تغذیه می کنند، خاموش می شود، به آنها کمک می کند تا بیشتر از کرم هایی با رژیم غذایی معمولی زندگی کنند.

پروفسور "رونگ لی" (Rong Li)، مدیر "موسسه مکانوبیولوژی" (Mechanobiology Institute) در "دانشگاه ملی سنگاپور" (NUS)، به عنوان یک متخصص مستقل گفت: بیماری های متابولیک در صورت عدم درمان، عواقب جدی برای افراد مسن دارند. این پژوهش تأثیرگذار است زیرا دانشمندان یک مسیر سلولی را شناسایی کرده اند که بر طول عمر حیواناتی که با رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا تغذیه می کنند، تأثير می گذارد.

او ادامه داد: دانشمندان دریافتند که مهار کردن این مسیر، طول عمر این حیوانات را به طور چشمگیری افزایش می دهد. بنابراین، آن ها باور دارند که هدف قرار دادن این مسیر امکان دارد طول عمر انسان های مبتلا به اختلال متابولیک را افزایش دهد.

این پژوهش، با ستون تحقیقاتی برنامه راهبردی پنج ساله دانشگاه موسوم به "NTU2025" هم راستا است که بر سلامت و جامعه بعنوان یک حوزه دارای پتانسیل تأثیرات فکری و اجتماعی قابل توجه تمرکز دارد.

هنگامی که عوامل استرس زا باعث ایجاد پروتئین های مشکل ساز در سلول میشوند، سلول ها یک واکنش استرس را ایجاد می کنند. این واکنش، به پاکسازی پروتئینهای مشکل ساز می پردازد تا تعادل را در سلول برقرار کند.

همچنین، پیری میتواند به تجمع پروتئین های بازشده منجر شود که دلیل آن، کاهش طبیعی توانایی سلول برای تولید پروتئین های سالم است و همین موضوع، واکنش استرس را تحریک می کند.

پیری سالم تر

دانشمندان برای بررسی این که واکنش استرس چگونه بر طول عمر حیوانات تأثیر می گذارد، این واکنش را با استفاده از گلوکز در کرم های لوله ای بالغ موسوم به "کرم الگانس" (Caenorhabditis elegans) القا کردند. اگرچه کرم الگانس از نظر کالبدشناسی، به طور قابل توجهی ساده تر از انسان است ولی بر بسياري از ژن هایی تکیه دارد که انسان آن ها را برای کنترل تقسیم سلول ها و برنامه ریزی مرگ سلول های معیوب به کار می گیرد.

دانشمندان برخی از کرم ها را در دو مرحله مختلف زندگی، با رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا تغذیه کردند؛ در جوانی یعنی در آغاز بزرگسالی و در سنین پس از تولید مثل یعنی زمانی که کرم ها پیر شده اند و نه بارورتر. یک گروه کنترل شده از کرم ها نیز در تمام مدت با یک رژیم غذایی معمولی تغذیه شدند.

دانشمندان دریافتند کرم های پیری که رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا را دریافت کرده اند ، ۲۴ روز عمر می کنند. این تقریباً دوبرابر عمر کرم های جوانی بود که با رژیم غذایی مشابه تغذیه شدند. کرم هایی که رژیم غذایی معمولی داشتند، ۲۰ روز زنده ماندند.

کرم های پیری که رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا داشتند، در مقایسه با کرم هایی که رژیم غذایی معمولی داشتند، علاوه بر عمر طولانی‌تر، چابک تر بودند و سلول های ذخیره انرژی بیشتری داشتند که نشان دهنده پیری سالم تر است.

دانشمندان یک روز پس از تغذیه کرم ها با رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا، فعالیت سه نشانگر استرس را که هر کدام مسئول یک مسیر سلولی بودند، زیر نظر گرفتند. آن ها دریافتند که یکی از نشانگرهای استرس موسوم به" IRE1"، در کرم های جوان به طور قابل توجهی فعال تر از کرم های مسن است.

زمانی که دانشمندان ژن رمزگذار IRE1 را در کرم ها حذف کردند تا مسیر سلولی آغازگر استرس را خاموش کنند، دریافتند کرم های جوانی که از روز نخست با رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا تغذیه شده اند، ۲۵ روز عمر می کنند. این نتیجه نشان می دهد افزایش فعالیت نشانگر استرس IRE1 که در کرم های جوانی که از روز نخست با رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا تغذیه می شدند، مشاهده می شد، مسوول کوتاه کردن طول عمر آن ها است.

تیبو گفت: ما باور داریم رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا که به کرم های مسن داده می شود، واکنش آنها را تحریک می کند و مسیرهای سلولی خاصی را فعال می سازد. این رژیم غذایی نه تنها با استرس ناشی از گلوکز اضافی، بلکه با سایر استرس های ناشی از افزایش سن نیز مقابله می کند و ثبات سلولی را دوباره به دست می آورد.

وی افزود:در مقابل، کرم های جوانی که تحت رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا قرار گرفتند، به دلیل فعال شدن بیش از اندازه IRE1، استرس را در سلول ها برانگیختند. این فعال سازی بلندمدت باعث شد سلول ها، مرگ سلولی را آغاز کنند.

تیبو ادامه داد :یافته ها نشان می دهند دارویی که فعالیت IRE1 را کاهش دهد و در عین حال، فعالیت دو نشانگر استرس دیگر را بیشتر کند، شاید برای کاهش پیری سلولی و افزایش طول عمر مناسب باشد.

برای تشریح بیشتر مکانیسم پیچیده ورای افزایش طول عمر حاصل از رژیم غذایی حاوی گلوکز بالا و همچنین، بررسی نحوه تعامل این مکانیسم با سایر فرآیندها در سلول ها، باید پژوهش های بیشتری روی کرم های لوله ای انجام شوند.

این پژوهش، در مجله "Nature Communications" به چاپ رسید.