یک‌قدم تا کشف اکسیر جـوانی

تنها چیزی که حتی در صورت نبود بیماری‌های خاص، عاملی کشنده برای انسان به شمار می‌آید و به نظر می‌رسد انسان‌ها هنوز از پس مدیریت آن برنیامده، زمان است. قرن‌ها تلاش برای یافتن آب حیات، انسان را از افسانه به سحر و جادو رساند، اما به نظر می‌رسد اکنون در آزمایشگاه‌های پزشکی، محققانی در حال رمزگشایی از کدهای پیری هستند. آنها نه‌تنها موفق به متوقف کردن روند پیری شده‌اند بلکه در حال معکوس‌کردن این روند هستند. تحقیقات جدید دانشمندان نشان می‌دهد، با مهندسی و ایجاد تغییرات جزئی در فعالیت برخی ژن‌ها می‌توان روند پیری را در موش‌ها و همچنین در سلول‌های پوست انسان کند یا حتی این روند را معکوس کرد! برای درک نتایج این تحقیقات بهتر است ابتدا ببینیم چطور پیر می‌شویم.

پیرشدن از نظر فیزیولوژیک

دو راه برای توضیح این که چگونه پیر می‌شویم، وجود دارد: پیری برنامه‌ریزی شده و تجمع آسیب‌ها در دی‌ان‌ای.

نخستین روند یا پیری برنامه ریزی شده، روندی وراثتی است که بعد از رشد طبیعی انسان اتفاق می‌افتد و تا حد زیادی به ساختار ژنتیک مرتبط است. ژن‌های خاصی در سلول‌ها روشن و خاموش می‌شوند و این فرآیند مسئول بیان مکانیسم‌های متفاوت تعمیر و نگهداری است.

برچسب‌هایی که ژن‌ها را روشن و خاموش می‌کنند، تحت تاثیر تغییرات محیطی مانند رژیم غذایی، آلودگی‌های شیمیایی و داروها قرار می‌گیرند و این اثرات ممکن است به بیماری‌ها و اختلالات زیستی منجر شود. برای مثال، یکی از این برچسب‌ها می‌تواند ژنی را خاموش کند که مسئول تولید پروتئین مقابله با تومور است. درواقع عمرهای متفاوتی که گونه‌های مختلف موجودات زنده دارند با ژن‌های مسئول این روند در این گونه‌ها ارتباط دارند. در پیری برنامه‌ریزی شده، مسیرهای متفاوتی مشخص شده‌اند. یکی از این مسیرها که به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته، کوتاه‌شدن تلومر است. تلومر بخش کوتاهی است که در انتهای کروموزوم‌ها وجود دارد.

وقتی سلول‌ها تقسیم و تکثیر می‌شوند، آنزیم‌هایی که این روند را کنترل می‌کنند به انتهای کروموزم‌ها نمی‌رسند و در نتیجه پس از هر چرخه تکثیر، کروموزم‌ها کوتاه‌تر می‌شوند و نهایتا به حدی می‌رسند که بعد از آن تقسیم سلولی دیگر نمی‌تواند انجام شود. پیری بر اثر مجموعه آسیب‌های وارد شده به دی‌ان‌ای ایجاد می‌شود. محققان معتقدند آسیب‌های دی‌ان‌ای مهم‌ترین عامل پیری به شمار می‌آید.

همانند بریدگی‌ها و پارگی‌هایی که در بدن ما ایجاد می‌شود و ما شاهد آن هستیم، دی ان‌ای نیز در طول عمر ما آسیب‌هایی می‌بیند که ما آنها را نمی‌بینیم. با گذشت زمان، مواد شیمیایی مضر، بیماری‌ها و رادیکال‌های آزاد، آسیب‌هایی به دی‌ان‌ای وارد می‌کنند که به جهش‌های مضر دی‌ان‌ای، ظهور ژن‌های تغییر یافته و بی‌ثباتی ژنتیک منجر می‌شود.

دستاورد اخیر محققان

در سال‌های اخیر با پیشرفت سریع دانش و فناوری، چشم‌انداز حل مشکل پیری بسیار نزدیک به نظر می‌رسد. دی ۹۵، محققان موفق شدند روند پیری را از طریق دستکاری و ایجاد تغییر در ژن‌هایی که این روند را به پیش می‌برند، معکوس کنند. با مطالعه دی‌ان‌ای، محققان چهار ژنی را که مسئول پیر شدن هستند و فاکتورهای یاماناکا

(Yamanaka Factors) نام دارند، شناسایی کردند. این ژن‌ها که عامل اصلی پیر شدن ما هستند، می‌توانند با به‌کارگیری فناوری‌هایی مانند کریسپر (CRISPR)، با موفقیت چشمگیر مهندسی شوند.

با روشن کردن این چهار ژن درون سلول‌های انسانی کشت شده در آزمایشگاه، می‌توان آنها را به شرایط رویانی خود بازگرداند. این کار نه‌تنها روند پیری را کند می‌کند، بلکه می‌تواند آن را معکوس کند. دانشمندان پیش‌بینی کرده‌اند، این آزمایش به زودی بتواند در مورد انسان‌ها نیز صورت بگیرد. آنها همچنین نشان دادند با دادن ماده خاصی به موش‌های پیر، می‌توانند دی‌ان‌ای را برای تعمیر و بازسازی خود فعال کنند و نه‌تنها آن را از آسیب‌هایی محافظت کنند که در آینده به آن وارد می‌شود، بلکه تاثیرات کنونی پیری را در دی‌ان‌ای مورد مرمت قرار دهند.

سلول‌ها چگونه جوان می‌شوند ؟

سال ۱۳۹۲/ ۲۰۱۳ دانشمندان متوجه شدند که میزان ماده‌ای به نام +NAD در سلول موش‌های جوان بیشتر از میزان همین ماده در سلول موش‌های پیر است. آزمایش‌ها نشان داد، دادن +NAD ماده‌ای که در تعمیر آسیب‌های دی‌ان‌ای نقش مهمی دارد) به موش‌های پیر باعث می‌شود آنها جوان‌تر به نظر برسند.

هرچند محققان می‌دانستند این ماده می‌تواند اثرات چشمگیری داشته باشد، از چگونگی عملکرد آن اطلاعی نداشتند. بتازگی دکتر دیوید سینکلر و تیم تحقیقاتی‌اش از دانشگاه هاروارد نشان دادند، این ماده ضدپیری چگونه عمل می‌کند. وقتی نوزادی به دنیا می‌آید همه سلول‌های او توانایی تعمیر آسیب‌های دی‌ان‌ای را دارند، اما با افزایش سن، توانایی مرمت آسیب‌ها کاهش می‌یابد و سلول‌ها شروع به پیرشدن می‌کنند.

چیزی که دکتر سینکلر و تیم تحقیقاتی‌اش در تازه‌ترین تحقیقات خود به آن پی بردند، این است که بخش زیادی از مرمت آسیب‌ها به یک ترکیب تعمیرکننده دی‌ان‌ای به نام PARP1 مرتبط است. وقتی میزان زیادی +NAD در سلول وجود داشته باشد، PARP1 کار خود را در سلامت نگه داشتن دی‌ان‌ای به درستی انجام می‌دهد، اما وقتی میزان +NAD با افزایش سن کاهش می‌یابد، PARP1 نیز رو به زوال می‌گذارد و در نتیجه، آسیب‌ها در دی‌ان‌ای به وجود می‌آیند. هر چقدر +NAD بیشتر باشد، میزان PARP1 نیز بیشتر خواهد بود.

طبق تحقیقات، افراد جوان‌تر میزان بالاتری از این ماده را دارند، اما با افزایش سن میزان این ماده کاهش می‌یابد و دی‌ان‌ای بسختی می‌تواند خود را تعمیر کند. این شرایط به دنبال خود بروز پیری، بیماری و مشکلات فیزیکی اجتناب‌ناپذیر را دارد. با توجه به این استدلال، سینکلر و تیمش به موش‌های پیر، +NAD بیشتری دادند و متوجه شدند، موش‌ها شروع به جوان‌تر شدن کردند، به گونه‌ای که بافت‌های موش‌های جوان و پیر از یکدیگر قابل تشخیص نبود.

سینکلر و تیمش با هدف بهره‌برداری از این روند، داروی پیش درآمد +NAD به نام NMN را ساختند. تقویت موش‌های پیر با NMN به فعال‌سازی دی‌ان‌ای برای تعمیر خود و حتی معکوس شدن روند آسیب‌های موجود در دی‌ان‌ای منجر شد. این دانشمندان در تلاش هستند، داروی مشابهی را که بتواند برای انسان به کار گرفته شود تا پایان سال جاری میلادی تولید کنند. این دارو می‌تواند نه فقط برای اهداف ضدپیری، بلکه برای محافظت در مقابل هرگونه آسیب به دی‌ان‌ای نیز مورد استفاده قرار بگیرد. با این حال دانشمندان می‌گویند تا زمانی که نتایج این تحقیقات روی انسان‌ها آزمایش نشده، نمی‌توان از تاثیر NMN بر محافظت از دی‌ان‌ای انسانی مطمئن بود.