کشف علمی جدید: کاهش قابل توجه نشانه‌های پیری و بیماری‌های مرتبط با آن

پژوهشگران مرکز سرطان ام دی اندرسون دانشگاه تگزاس به دستاوردی بزرگ در مبارزه با پیری دست یافته‌اند. آنها با بازگرداندن سطح جوانی یکی از بخش‌های کلیدی آنزیم تِلُمِراز (telomerase)، موفق به کاهش قابل توجه علائم و نشانه‌های پیری در مدل‌های آزمایشگاهی شده‌اند. این کشف، که در مجله سل (Cell) منتشر شده است، می‌تواند راهی نوین برای درمان بیماری‌های مرتبط با افزایش سن، مانند آلزایمر (Alzheimer’s)، پارکینسون (Parkinson’s)، بیماری‌های قلبی، و سرطان فراهم کند.

این مطالعه، مولکول کوچکی را کشف کرده که باعث بازگرداندن سطح طبیعی آنزیم تلومراز معکوس‌ترانس‌کریپتاز (TERT) می‌شود. فعالیت TERT معمولاً با افزایش سن کاهش می‌یابد. با حفظ این آنزیم در سطح جوانی در مدل‌های آزمایشگاهی مسن، نتایج شگفت‌انگیزی از جمله کاهش پیری سلولی، کاهش التهاب بافتی، افزایش تولید نورون‌های جدید (neurogenesis)، بهبود حافظه و تقویت عملکرد عصبی-عضلانی به دست آمده است. این یافته‌ها به افزایش قدرت عضلانی و هماهنگی بیشتر حرکتی منجر شده است.

نقش TERT در فرآیند پیری

TERT نه‌تنها باعث افزایش طول تلومرها (telomeres) می‌شود، بلکه به‌عنوان یک فاکتور رونویسی (transcription factor) عمل می‌کند. این بدین معناست که این آنزیم در تنظیم بسیاری از ژن‌های مرتبط با تولید نورون‌های جدید، یادگیری، حافظه، پیری سلولی و التهاب نقش دارد. این پژوهش نشان داده است که بازگرداندن سطح جوانی TERT به‌صورت دارویی می‌تواند بیان ژن‌های مرتبط با این فرآیندها را دوباره برنامه‌ریزی کند و به‌طور مؤثری علائم بیماری‌های مرتبط با پیری مانند ضعف عضلانی و کاهش توان شناختی را از بین ببرد.

پیری با تغییرات اپی‌ژنتیکی زیادی همراه است که به کاهش عملکرد و سلامت فیزیولوژیکی منجر می‌شود. یکی از مهم‌ترین نشانه‌های پیری، کوتاه شدن تدریجی تلومرها است که نقش مهمی در حفظ پایداری کروموزوم‌ها دارند. رادیکال‌های آزاد نیز می‌توانند به تلومرها آسیب بزنند. زمانی که تلومرها بیش از حد کوتاه یا آسیب‌دیده شوند، باعث فعال شدن پاسخ دائمی آسیب به دی‌ان‌ای می‌شوند که این امر منجر به پیری سلولی و آزاد شدن فاکتورهای التهابی می‌شود. این عوامل باعث آسیب به بافت‌ها شده و پیری و سرطان را تسریع می‌کنند.

آنزیم تلومراز مسئول تمدید و بازسازی تلومرها است، اما فعالیت آن با افزایش سن کاهش می‌یابد. این کاهش عمدتاً به‌دلیل خاموش شدن ژن TERT به‌صورت اپی‌ژنتیکی است. با این حال، تحقیقات پیشین نشان داده‌اند که خاموشی ژن TERT باعث پیری زودرس می‌شود و با فعال‌سازی مجدد این ژن، علائم پیری می‌تواند معکوس شود. برخی از سلول‌ها، از جمله نورون‌ها و سلول‌های قلبی، بدون نیاز به تقسیم و سنتز تلومرها دوباره جوان می‌شوند. این امر به محققان این فرضیه را ارائه داد که TERT علاوه بر وظیفه اصلی خود، در سایر فرآیندهای مرتبط با پیری نیز نقش دارد.

درمان پیری با یک مولکول کوچک

محققان، به سرپرستی دکتر رونالد دپینهو و نویسنده اول هونگ سوک شیم، دارویی را برای بازگرداندن سطح TERT توسعه داده‌اند. این تیم پژوهشی بیش از 650,000 ترکیب شیمیایی را غربالگری کرده و موفق به کشف یک ترکیب فعال‌کننده TERT (TAC) شدند که به‌صورت اپی‌ژنتیکی ژن TERT را از حالت خاموش خارج کرده و سطح جوانی آن را بازمی‌گرداند.

در مدل‌های آزمایشگاهی معادل انسان‌های بالای 75 سال، درمان با TAC به مدت 6 ماه منجر به تولید نورون‌های جدید در هیپوکامپ (hippocampus) شد. این منطقه از مغز که مرکز حافظه محسوب می‌شود، در تست‌های شناختی عملکرد بهتری نشان داد. درمان با TAC همچنین باعث افزایش بیان ژن‌های مرتبط با یادگیری، حافظه و زیست‌شناسی سیناپسی (synaptic biology) شده است. این یافته‌ها با نقش TERT در کنترل فعالیت مجموعه‌های فاکتور رونویسی مرتبط با تنظیم ژن‌های متعدد همخوانی دارد.

این درمان همچنین باعث کاهش التهاب مرتبط با پیری یا التهاب پیری (inflammaging) شده است؛ وضعیتی که در آن افزایش نشانگرهای التهابی در خون و بافت‌ها با بسیاری از بیماری‌ها مرتبط است. TAC همچنین با خاموش کردن ژن پ۱۶ (p16)، که به پیری سلولی مرتبط است، باعث حذف سلول‌های پیر شد. این درمان، عملکرد عصبی-عضلانی را بهبود بخشیده و قدرت و سرعت عضلانی را افزایش داده و علائم سارکوپنی (sarcopenia)، که نوعی تحلیل عضلانی مرتبط با سن است، را معکوس کرده است.

در تست‌های سلولی انسانی، TAC باعث افزایش سنتز تلومر و کاهش آسیب دی‌ان‌ای در تلومرها شد و به این ترتیب پتانسیل تکثیری سلول‌ها را افزایش داد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که TAC علاوه بر اثرات مرتبط با تلومر، در فرآیندهای گسترده‌تر بیولوژیکی نیز نقش دارد.

پیامدهای این کشف برای درمان بیماری‌های مرتبط با پیری

اگر TAC در انسان‌ها ایمن و مؤثر باشد، این کشف می‌تواند شیوه درمان بسیاری از بیماری‌های مرتبط با پیری را دگرگون کند. بیماری‌هایی مانند آلزایمر، پارکینسون، بیماری‌های قلبی و حتی سرطان به پیری مرتبط هستند و احتمالاً با درمان‌هایی که سطح TERT را به سطح جوانی بازمی‌گردانند، می‌توان روند این بیماری‌ها را کند یا حتی معکوس کرد.

به‌عنوان مثال، بیماری آلزایمر با تجمع پلاک‌های آمیلوئید (amyloid plaques) و درهم‌تنیدگی‌های تاو (tau tangles) در مغز مشخص می‌شود که به تخریب نورون‌ها و کاهش شناختی منجر می‌شود. با تحریک تولید نورون‌های جدید و کاهش التهاب، TAC می‌تواند به حفظ عملکرد مغز کمک کرده و پیشرفت آلزایمر را کندتر کند. به‌طور مشابه، پارکینسون که با از بین رفتن نورون‌های تولیدکننده دوپامین (dopamine) در مغز مشخص می‌شود، می‌تواند با تأثیرات TAC بر عملکرد عصبی-عضلانی و کاهش پیری سلولی به تأخیر بیفتد.

بیماری‌های قلبی، که اغلب با تجمع چربی در عروق مرتبط هستند، نیز می‌توانند از تأثیرات ضدالتهابی TAC بهره‌مند شوند. با کاهش التهاب سیستمیک و بهبود سلامت سلولی، این دارو ممکن است به جلوگیری یا کاهش آسیب‌های ناشی از بیماری‌های قلبی کمک کند. در نهایت، سرطان، که توسط جهش‌های ژنتیکی و رشد کنترل‌نشده سلولی هدایت می‌شود، می‌تواند با افزایش پایداری ژنومی و کاهش آسیب به دی‌ان‌ای از مزایای TAC بهره‌مند شود. به این ترتیب، خطر تحولات سرطانی در سلول‌های پیر کاهش می‌یابد.

کشف TAC یک گام مهم در درک و درمان فرآیند پیری محسوب می‌شود. در حالی که تحقیقات بیشتری برای تأیید ایمنی و اثربخشی این دارو در انسان‌ها نیاز است، نتایج اولیه بسیار امیدوارکننده به‌نظر می‌رسند. با هدف قرار دادن مکانیسم‌های اساسی پیری، TAC و ترکیبات مشابه می‌توانند دریچه‌ای به سوی درمان‌های جدید برای مجموعه‌ای از بیماری‌های مرتبط با سن باز کنند و امید به زندگی طولانی‌تر و سالم‌تر را افزایش دهند.