Το μυστικό των μιτοχονδρίων

Η διασφάλιση υψηλής ποιότητας ζωής στις μεγάλες ηλικίες και η αντιμετώπιση των ασθενειών που έρχονται συνήθως μαζί με τη γήρανση αποτελούν βασικούς στόχους της βιοϊατρικής έρευνας, σε μια εποχή που ολοένα διευρύνεται το τμήμα του πληθυσμού που βρίσκεται σε ηλικία άνω των 65 ετών. Ερευνητές του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας στην Κρήτη, πραγματοποίησαν ένα σημαντικό βήμα αποκαλύπτοντας ένα νέο κυτταρικό μηχανισμό που δίνει το σήμα για τον συντονισμό της διαδικασία ανακύκλωσης φθαρμένων μιτοχονδρίων, σε συνδυασμό με τη γέννηση νέων. Πρόκειται για μια διαδικασία που επιδρά στους ρυθμούς γήρανσης των νευρικών κυττάρων.

Γιατί και πώς γερνούν τα κύτταρά μας; Με αυτά τα ερωτήματα αναμετρήθηκαν οι ερευνητές και μελέτησαν μηχανισμούς αντιγήρανσης. «Στόχος μας είναι να βελτιώσουμε τη ζωή μας στις μεγάλες ηλικίες. Να καταπολεμήσουμε ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση, όπως οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες, το Αλτσχάιμερ, το Πάρκινσον, οι καρδιοπάθειες, τα εγκεφαλικά, ο σακχαρώδης διαβήτης», εξηγεί στην «Κ» ο κ. Νεκτάριος Ταβερναράκης, καθηγητής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κρήτης και πρόεδρος του διοικητικού συμβουλίου του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας (ΙΤΕ).

«Στις νευροεκφυλιστικές ασθένειες πολλά από τα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού εκφυλίζονται και πεθαίνουν. Παρατηρώντας αξονικές τομογραφίες ασθενών που πάσχουν από Αλτσχάιμερ φαίνεται πως ο εγκέφαλος έχει συρρικνωθεί. Πεθαίνουν, σβήνουν τα κύτταρα και μαζί και οι αναμνήσεις», σημειώνει ο κ. Ταβερναράκης.

Το κομβικό μονοπάτι

Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας δρ Κωνσταντίνος Παληκαράς και δρ Ειρήνη Λιονάκη, με επικεφαλής τον κ. Νεκτάριο Ταβερναράκη, αποκάλυψαν ένα κομβικό μονοπάτι μοριακής σηματοδότησης που συντονίζει τη δημιουργία και, ταυτόχρονα, την καταστροφή των μιτοχονδρίων στα κύτταρα, κατά τη γήρανση, καθορίζοντας τη διάρκεια ζωής.

Τα μιτοχόνδρια είναι τα «εργοστάσια παραγωγής ενέργειας» του κυττάρου. Αλλαγές στον αριθμό, στη μορφολογία και στην εύρυθμη λειτουργία των μιτοχονδρίων επηρεάζουν τόσο την ομοιόσταση του κυττάρου όσο και τον μεταβολισμό, την υγεία και το προσδόκιμο ζωής ολόκληρου του οργανισμού. Στην πορεία της ζωής, όμως, τα μιτοχόνδρια συσσωρεύουν βλάβες και στο τέλος δεν παράγουν ενέργεια, αλλά αντιθέτως αποβάλλουν πολλές ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, που προκαλούν οξειδωτικό στρες. Κανονικά τα μιτοχόνδρια έχουν μηχανισμό αντικατάστασης όσων «χαλούν», τη μιτοφαγία, αλλά κι αυτή υποβαθμίζεται στο διάβα του χρόνου.

«Η μιτοφαγία είναι μια εξειδικευμένη μορφή κυτταρικής αυτοφαγίας και αποτελεί έναν επιλεκτικό τρόπο απομάκρυνσης και καταστροφής των μη λειτουργικών μιτοχονδρίων. Αγνωστο όμως παρέμενε πώς τα κύτταρα συντονίζουν δύο ανταγωνιστικές διαδικασίες, δηλαδή τη δημιουργία και την ανακύκλωση των μιτοχονδρίων», λέει ο κ. Ταβερναράκης.

Οι ερευνητές του ΙΜΒΒ έδειξαν ότι ειδικές πρωτεΐνες στην επιφάνεια των μιτοχονδρίων αποτελούν τον κεντρικό διακόπτη του μηχανισμού. Οι πρωτεΐνες αυτές δεν είναι κάτι ξένο, αλλά αποτελούν συστατικά των μιτοχονδρίων. Η λειτουργία τους ρυθμίζεται από ενδογενή και εξωγενή σήματα ώστε να επάγει τελικά την καταστροφή των μιτοχονδρίων με τη διαδικασία της μιτοφαγίας. Παράλληλα δίνεται το σήμα της αντικατάστασης των κατεστραμμένων οργανιδίων με νέα και υγιή μέσω της μιτοχονδριακής βιογένεσης. Ο συντονισμός των δύο αυτών διαδικασιών (μιτοφαγία και μιτοχονδριακή βιογένεση) διατηρεί την εύρυθμη μιτοχονδριακή λειτουργία.

«Τα ευρήματα της έρευνάς μας αναδεικνύουν ένα εξελιγμένο μοριακό μηχανισμό, ο οποίος επιτρέπει στα κύτταρα να αυξομειώνουν τον αριθμό των μιτοχονδρίων ανάλογα με τις ενεργειακές τους ανάγκες και την έκθεση σε ενδογενείς και εξωγενείς παράγοντες στρες. Η μείωση των επιπέδων μιτοφαγίας κατά τη γήρανση οδηγεί σε προοδευτική συσσώρευση, κυρίως μη λειτουργικών μιτοχονδρίων, ως αποτέλεσμα τόσο της μη απομάκρυνσης των κατεστραμμένων όσο και της εξασθένησης στη δημιουργία νέων μιτοχονδρίων. Κάτι τέτοιο οδηγεί τελικά σε ελάττωση του προσδόκιμου επιβίωσης. Αντίθετα, ενίσχυση της ανακύκλωσης των μιτοχονδρίων έχει ως αποτέλεσμα τη θωράκιση της ομοιόστασης των κυττάρων, την ανθεκτικότητα στο στρες και τη σημαντική αύξηση της διάρκειας ζωής του οργανισμού», τονίζει ο κ. Ταβερναράκης.

Ο πρΟεδρος του Ιδρύματος Ερευνας και Τεχνολογίας Ν. Ταβερναράκης.

Οι δοκιμές

Ο βιολογικός «διακόπτης» της μιτοχονδριακής λειτουργίας έχει δοκιμαστεί ήδη σε πειραματόζωα από τους ερευνητές του ΙΤΕ με τη χορήγηση σχετικής φόρμουλας με πολύ θετικά αποτελέσματα.

Το επόμενο βήμα είναι βέβαια οι κλινικές δοκιμές, οι οποίες μπορούν να διαρκέσουν από 3-5 χρόνια. Οι ερευνητές του ΙΤΕ έχουν εξασφαλίσει συνεργασία με το Εθνικό Ινστιτούτο Γήρανσης (ΝΙΑ) στο Μέριλαντ των ΗΠΑ. «Πρώτο ζητούμενο είναι να δούμε εάν η μέθοδος είναι ασφαλής και δεύτερο εάν είναι αποτελεσματική», λέει στην «Κ» ο πρόεδρος του ΙΤΕ.

«Η γήρανση αποτελεί πολυπαραγοντικό φαινόμενο. Εμείς βρήκαμε έναν μηχανισμό, υπάρχουν πολλοί ακόμα», σημειώνει ο κ. Ταβερναράκης. Η συγκεκριμένη έρευνα του ΙΜΒΒ εξελίσσεται εδώ και 4,5 χρόνια, ενώ κι άλλες ερευνητικές ομάδες διεθνώς ασχολούνται με τη βιολογία των μιτοχονδρίων. «Εχουμε δρόμο μπροστά μας», συμπληρώνει ο καθηγητής.

Πού αποσκοπεί κυρίως η έρευνα, στη διεύρυνση του χρόνου ζωής ή στη βελτίωση των συνθηκών της στις μεγάλες ηλικίες; «Οι δύο διαδικασίες συνδέονται, αλλά δικός μας στόχος είναι η καλυτέρευση της ποιότητας ζωής, η αντιμετώπιση των ασθενειών που πλήττουν σε μεγάλο βαθμό τα γηρατειά. Στα πειραματόζωα καταγράφηκε μεγάλη διεύρυνση του χρόνου ζωής. Πρέπει και πόσο να αυξηθεί το προσδόκιμο ζωής; Αυτό το ερώτημα δεν το απαντά ένας ερευνητής ή μια ερευνητική ομάδα, αλλά η ίδια η κοινωνία, με βάση αρχές βιοηθικής», τονίζει ο κ. Ταβερναράκης, θυμίζοντας την περίπτωση της πυρηνικής βόμβας. «Σε κάθε βήμα πρέπει να βλέπουμε τις κοινωνικές διαστάσεις των επιλογών μας», υπογραμμίζει.

«Χρόνια πολλά»

Στην εποχή μας η ευχή «χρόνια πολλά» αλλάζει νόημα, καθώς μάλλον σημαίνει περισσότερα χρόνια από ό,τι παλιότερα. Κι όσο για την ευχή «να τα εκατοστήσεις» μοιάζει όλο και πιο πιθανό να γίνει… πραγματικότητα. Σύμφωνα με τους Λίντα Γκράτον και Αντριου Σκοτ, καθηγητές στο London Business School και συγγραφείς του βιβλίου «Ο γρίφος των 100 χρόνων – Ζωή, εργασία και εκπαίδευση στην εποχή της μακροβιότητας» (εκδόσεις διαΝΕΟσις), ένα παιδί που γεννιέται σήμερα σε χώρα της ανεπτυγμένης Δύσης έχει πάνω από 50% πιθανότητες να ξεπεράσει τα 105 χρόνια ζωής. Η ίδια πιθανότητα σε ένα παιδί που γεννιόταν έναν αιώνα πριν ήταν μόλις 1%. Οι συγγραφείς σημειώνουν πως «τα τελευταία 200 χρόνια το προσδόκιμο ζωής αυξάνεται με ρυθμό δύο ετών ανά δεκαετία», προφανώς με σκαμπανεβάσματα, που οφείλονται σε πολέμους, επιδημίες, λιμούς κ.λπ. Σήμερα ένας κάτοικος δυτικής χώρας ηλικίας 20 ετών έχει 50% πιθανότητες να ξεπεράσει τα 100 έτη ζωής· αν είναι 40 χρόνων έχει αντίστοιχα 50% να φτάσει τα 95 έτη. Με βάση αυτή την προοπτική, η εξασφάλιση ποιοτικής ζωής στις μεγάλες ηλικίες έχει ιδιαίτερη σημασία. Πολύ περισσότερο, καθώς αναδεικνύεται ένα νέο πεδίο κοινωνικής ανισότητας, που δεν μπορεί να γίνει αποδεκτό. Για παράδειγμα, μεταξύ 1985 και 2005 το προσδόκιμο ζωής του πλουσιότερου 10% των ανδρών στις ΗΠΑ αυξήθηκε κατά 5,7 χρόνια, ενώ για το φτωχότερο 10% των γυναικών υπήρξε μείωση 2 ετών. Στην Ελλάδα το προσδόκιμο ζωής αυξάνεται σταθερά (1960: 72 έτη, 1980: 75,3, 2000: 78,6, 2014: 81,5) και είναι πάνω από τον μέσον όρο του ΟΟΣΑ. Το 2015 πάντως για πρώτη φορά έπεσε στα 81,1 έτη.

ΓΙΑΝΝΗΣ ΕΛΑΦΡΟΣ-ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ