De ce devenim fragili pe măsură ce îmbătrânim? Oamenii de știință au descoperit secretul ascuns în celule

O nouă cercetare a scos la iveală modul în care modificările genetice care se acumulează lent în celulele stem din sânge pe tot parcursul vieții sunt susceptibile de a fi responsabile pentru schimbarea dramatică a producției de sânge după vârsta de 70 de ani.

Studiul a fost publicat în revista Nature și sugerează o nouă teorie a îmbătrânirii. Toate celulele umane dobândesc modificări genetice de-a lungul vieții, cunoscute sub numele de mutații somatice.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Îmbătrânirea este probabil cauzată de acumularea în timp a mai multor tipuri de leziuni la nivelul celulelor noastre, una dintre teorii fiind aceea că acumularea de mutații somatice face ca celulele să își piardă progresiv rezerva funcțională.

Cu toate acestea, în prezent nu este clar cum o astfel de acumulare treptată de leziuni moleculare s-ar putea traduce prin deteriorarea bruscă a modului în care funcționează organele noastre după vârsta de 70 de ani, scrie MedicalXpress.

Îmbătrânirea, cauzată de acumularea mai multor leziuni ale celulelor

Pentru a investiga acest proces de îmbătrânire, echipa de la Wellcome Sanger Institute, Cambridge Stem Cell Institute și colaboratorii au studiat producția de celule sanguine din măduva osoasă, analizând 10 persoane cu vârste cuprinse între nou-născuți și vârstnici.

Aceștia au secvențiat genomurile întregi a 3.579 de celule stem din sânge, identificând toate mutațiile somatice conținute în fiecare celulă. Echipa a folosit aceste date pentru a reconstrui „arborele genealogic” al celulelor stem din sângele fiecărei persoane, arătând, pentru prima dată, o imagine imparțială a relațiilor dintre celulele sanguine și modul în care aceste relații se schimbă de-a lungul vieții.

Cercetătorii au descoperit că acești „arbori genealogici” se schimbă dramatic după vârsta de 70 de ani. Producția de celule sanguine la adulții cu vârsta sub 65 de ani provenea de la 20.000 până la 200.000 de celule stem, fiecare dintre acestea contribuind în cantități aproximativ egale.

Mutațiile nou descoperite afectează funcția sângelui la vârstnici

În schimb, producția de sânge la persoanele cu vârsta de peste 70 de ani a fost foarte inegală. Un set redus de clone de celule stem a contribuit cu până la jumătate din producția de sânge la fiecare individ în vârstă studiat. Aceste celule stem extrem de active se extinseseră progresiv în număr de-a lungul vieții persoanei respective, cauzate de un subset rar de mutații somatice cunoscute sub numele de „mutații driver”.

Aceste constatări au determinat echipa să propună un model în care modificările asociate vârstei în producția de sânge provin din mutații somatice care determină celulele stem să domine măduva osoasă la vârstnici.

Acest model, cu introducerea constantă a mutațiilor driver care determină creșterea clonelor modificate funcțional de-a lungul deceniilor, explică trecerea dramatică și inevitabilă la o diversitate redusă a populațiilor de celule sanguine după vârsta de 70 de ani.

Ce clone devin dominante variază de la o persoană la alta, astfel că modelul explică și variația observată în ceea ce privește riscul de boală și alte caracteristici la adulții în vârstă. Un al doilea studiu, publicat de asemenea în Nature, explorează modul în care diferite mutații driver individuale afectează ratele de creștere a celulelor în timp.

Cum să minimizăm riscul de boală și să promovăm o îmbătrânire sănătoasă?

„Descoperirile noastre arată că diversitatea celulelor stem din sânge se pierde la vârste înaintate din cauza selecției pozitive a clonelor cu creștere mai rapidă, cu mutații driver.

Aceste clone le întrec pe cele cu creștere mai lentă. În multe cazuri, această capacitate sporită la nivelul celulelor stem are probabil un cost – capacitatea lor de a produce celule sanguine mature funcționale este afectată, explicând astfel pierderea funcțională observată în sistemul sanguin în funcție de vârstă”, a explicat Dr. Emily Mitchell, registrator de hematologie la Spitalul Addenbrooke, doctorand la Institutul Wellcome Sanger și cercetător principal al studiului.

„Factori precum inflamația cronică, fumatul, infecția și chimioterapia determină o creștere timpurie a clonelor cu mutații care generează cancer. Preconizăm că acești factori devansează, de asemenea, declinul diversității celulelor stem din sânge asociat cu îmbătrânirea. Este posibil să existe și factori care să încetinească acest proces. Acum avem sarcina interesantă de a afla cum aceste mutații nou descoperite afectează funcția sângelui la vârstnici, astfel încât să putem învăța cum să minimizăm riscul de boală și să promovăm o îmbătrânire sănătoasă”, a concluzionat și Dr. Elisa Laurenti, cercetător în cadrul studiului.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Diabetul de tip 2 accelerează îmbătrânirea creierului și declinul cognitiv

Oamenii de știință susțin că pot inversa semnele îmbătrânirii cu ajutorul transplanturilor de fecale

Mersul pe jos în pas alert ne poate ajuta să trăim mai mult. Cum poate încetini îmbătrânirea?

Mutațiile din regnul animal dezvăluie secretele îmbătrânirii