Ondanks eeuwen van onderzoek en vooruitgang in de geneeskunde, blijven veel mysteries nog steeds onopgelost. De belangrijkste hiervan is begrijpen wat veroudering veroorzaakt en hoe we dit kunnen vertragen of omkeren.
Maar een nieuwe studie door een Duits team van wetenschappers, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, heeft deze vragen misschien eindelijk beantwoord.
Onderzoekers aan de Universiteit van Keulen in Duitsland hebben niet alleen ontdekt dat gentranscriptie – het proces waarbij een cel een RNA-kopie maakt van een DNA-streng – sneller wordt, maar ook minder nauwkeurig en foutgevoeliger naarmate men ouder wordt; Ze ontdekten ook dat bepaalde processen ons kunnen helpen deze achteruitgang te keren.
“Het is tot nu toe het enige aha-moment in mijn leven. Ik bedoel, dat is het soort ontdekking dat je niet om de dag doet,” zei dr. Andreas Beyer, de hoofdonderzoeker, noemde de resultaten “geweldig”. Ontdekking”.
“Het stormt op Twitter. Sommige collega’s zijn erg enthousiast”, vertelde hij aan Euronews Next.
Voordat Beyer en zijn team tien jaar geleden met hun onderzoeksproject begonnen, keek de typische verouderingsstudie “alleen naar differentiële genexpressie”, zegt Beyer.
Eerdere studies, legt hij uit, stelden vragen als “Welke genen worden geactiveerd en welke worden gedeactiveerd met toenemende leeftijd?” en “Hoe verandert dit de regulatie of het metabolisme in de cel?”
Maar niemand vroeg hoe het transcriptieproces zelf verandert met de leeftijd, onderzoek dat inzichten zou kunnen opleveren die ons uiteindelijk zouden kunnen helpen de achteruitgang om te keren of te stoppen.
Transcriptie, de sleutel tot gezond ouder worden
Transcriptie is fundamenteel voor het onderzoek van Beyer, omdat het het proces is waarbij een cel een RNA-kopie maakt van een stukje DNA.
Deze kopie is belangrijk omdat het de genetische informatie bevat die nodig is om nieuwe eiwitten in een cel te maken. Eiwitten bepalen de gezondheid en functie van cellen, en cellen structureren vervolgens alle levende wezens.
Onze cellen regenereren zichzelf in de loop van ons leven, “maar elke cel is anders, en wat ze anders maakt, zijn de verschillende genen die erin worden geactiveerd”, legt Beyer uit. “Deze activering wordt transcriptie genoemd”.
Omdat genen cellen hun doel geven, moet hun transcriptie foutloos zijn.
“Je moet voor elk gen de juiste hoeveelheid transcripten maken en een exacte kopie van de gensequentie hebben, maar je moet ook precies de genen activeren die de cel nodig heeft om te functioneren zoals het hoort,” zei Beyer.
Er zijn veel verschillende soorten cellen in het menselijk lichaam: zenuwcellen, spiercellen, bloedcellen, huidcellen, enzovoort. En omdat elke cel een andere functie vervult, worden in elk celtype verschillende genen geactiveerd (getranscribeerd).
De “machine”, zoals Beyer het noemt, die verantwoordelijk is voor het maken van de transcriptiekopie van de gensequenties, wordt Pol II (RNA-polymerase II) genoemd.
En wat zijn team ontdekte, was dat het transcriptieproces versnelt met de leeftijd, en deze versnelde transcriptie zorgt ervoor dat Pol II meer fouten maakt, wat resulteert in in wezen “slechte” kopieën die tot tal van ziekten kunnen leiden.
“Als Pol II te snel gaat, maakt het meer fouten en dan is de sequentie niet meer identiek aan de genoomsequentie. “De gevolgen zijn vergelijkbaar met mutaties in het genoom zelf”, zei Beyer.
Slechte celkopieën stoppen
Eerder onderzoek had al aangetoond dat een caloriearm dieet en het remmen van insulinesignalering – het blokkeren van het signaal tussen insuline en cellen – bij veel dieren veroudering kan vertragen en de levensduur kan verlengen.
In hun experimenten wilde het team van Beyer uitzoeken of deze invloed hadden om de snelheid van Pol II te vertragen en het aantal slechte kopieën te verminderen.
De studie – een gezamenlijke inspanning van 26 mensen in zes verschillende laboratoria – werd aanvankelijk uitgevoerd met behulp van wormen, muizen en fruitvliegen die genetisch waren gemanipuleerd om insulinesignalering te remmen, en muizen die een caloriearm dieet kregen om de celtranscriptieprestaties te bestuderen om de leeftijd te bepalen. Pol II reageerde in beide gevallen trager en maakte minder fouten.
Beyer en zijn team volgden vervolgens de overleving van fruitvliegen en wormen die de mutatie droegen die Pol II vertraagde, en de dieren leefden 10 tot 20 procent langer dan hun niet-mutante tegenhangers.
Toen de onderzoekers de mutaties in wormen ongedaan maakten met behulp van genbewerking, werd de levensduur van de dieren verkort, waardoor een oorzakelijk verband werd gelegd.
Om hun experiment op mensen te testen, werkten ze met bloedmonsters van jonge en oude mensen.
“En toen we de jonge cellen in vitro vergeleken met de zeer oude cellen, kregen we precies dezelfde resultaten”, vertelde Argyris Papantonis, een van de hoofdonderzoekers, aan Euronews Next.
De resultaten tussen verschillende soorten bevestigen dat het “inderdaad een algemeen fenomeen is dat verband houdt met veroudering en niet alleen beperkt is tot bijvoorbeeld een enkel vliegenmodel”, zei Beyer.
“Onze studie zegt dat bijvoorbeeld een gezond dieet of deze caloriebeperkende interventie de kwaliteit van de transcriptie van RNA-productie in de cel zou verbeteren. En dit zou dan op de lange termijn positieve effecten hebben op de cellen.” “.
De resultaten zou kunnen helpen voorkomen dat kanker zich ontwikkelt, merkt Papantonis op, aangezien “het een ziekte is die op latere leeftijd ontstaat als gevolg van fouten. Het beperken van fouten zou een manier kunnen zijn om de ontwikkeling van kanker of ziekte op latere leeftijd te beteugelen.”
Ze zouden ons ook in staat kunnen stellen om “veroudering beter te begrijpen, beter te begrijpen wat er gebeurt als we ouder worden” en uiteindelijk “interventies beter te begrijpen waarvan ik denk dat ze nieuwe kansen bieden om veroudering uit te stellen of gezond ouder worden te verlengen”, zei Beyer.