ما الذي يحد من متوسط العمر المتوقع: الاستنساخ قدم فكرة

قد يسلط استنساخ الحيوانات الضوء على العمليات التي تحد من عمر الإنسان. توصل الباحثون البولنديون إلى هذا الاستنتاج بعد تحليل نتائج الأعمال المنشورة سابقًا. ووفقا لفرضيتهم، فإن الاضطرابات في الأنظمة التي تتحكم في نشاط الجينات قد تلعب دورا رئيسيا في الشيخوخة الطبيعية.

أثناء الاستنساخ، يبدو أن العديد من هذه الأنظمة قد تم إعادة تشغيلها، في حين يتم الحفاظ على الطفرات في الحمض النووي للخلية المانحة إلى حد كبير. ومع ذلك، من نواة الخلية البالغة يمكن أن يتطور حيوان جديد يمكنه أن يعيش حياة طبيعية. يعتبر المؤلفون هذا دليلًا مهمًا، على الرغم من أن افتراضهم لا يزال بحاجة إلى الاختبار.

تم إعداد المراجعة من قبل باحث مستقل من وارسو، ميشال بارتوزيفيتش، وماريوس نيمشيك من جامعة وارسو الطبية. ولم يجروا أي تجارب جديدة خاصة بهم. شرط نشرت في مجلة الشيخوخة

ما الذي يتغير عند الاستنساخ

أثناء الاستنساخ، يتم نقل نواة الخلية البالغة إلى بويضة تم إزالة نواتها منها مسبقًا. تساعد الإنزيمات الموجودة في البويضة النواة المنقولة على البدء في التحكم في نمو الجنين. هذه هي الطريقة المستخدمة لإنشاء النعجة دوللي.

تحتوي جميع خلايا الجسم تقريبًا على نفس الحمض النووي، لكن الخلايا الموجودة في الجلد والجهاز العصبي تستخدم أجزاء مختلفة من الجينوم. ويتم تنظيم نشاطها عن طريق العلامات الكيميائية الموجودة على الحمض النووي والبروتينات المرتبطة به. ويسمى هذا النظام اللاجيني.

أثناء الاستنساخ، يتم التخلص من العلامات اللاجينية بشكل كامل، لكن التغيرات الأخرى المرتبطة بالعمر تتصرف بشكل مختلف. على سبيل المثال، في بعض الحيوانات المستنسخة، التيلوميرات – الأطراف الواقية للكروموسومات – لها طول طبيعي أو تصبح أطول، بينما في حالات أخرى تظل قصيرة، كما هو الحال في الخلايا المانحة. يتلقى المستنسخ معظم الميتوكوندريا التي تزود الخلية بالطاقة من البويضة. في هذه الحالة، عادة ما تكون الطفرات التي حدثت بالفعل في الحمض النووي للمتبرع موروثة.

يتراكم تلف الحمض النووي

يعتبر علماء الوراثة أن تلف الحمض النووي الذي لا يمكن إصلاحه هو أصعب قيود الحياة التي يمكن عكسها، لكنهم يشكون في أنه يفسر الكثير من الشيخوخة الطبيعية. ودعمًا لذلك، يستشهدون بدراسة تم فيها إجراء 25 جولة استنساخ متتالية في خط جيني واحد. ولم يكن هناك أي دليل على أن تلف الحمض النووي أدى إلى تقصير عمر الحيوانات.

ومع ذلك، مع مرور الوقت، لا يزال من الممكن أن يصبح هذا الضرر حاسما. وفي تجربة أخرى استمرت 20 عامًا، استنسخ العلماء الفئران مرارًا وتكرارًا باستخدام نسل نفس المتبرع الأصلي. بعد الجيل السابع والعشرين، كانت المحاولات الناجحة أقل، وتبين أن الجيل الثامن والخمسين هو الأخير. تراكمت التشوهات الهيكلية الكبرى والطفرات القاتلة في الحمض النووي.

عدة حدود للحياة

يعتقد الباحثون أن الاضطرابات المرتبطة بالعمر من غير المرجح أن تكون ناجمة عن آلية عالمية واحدة. في مخططهم، حددوا ثلاث مجموعات من القيود: خلل تنظيم الجينات، وتلف الحمض النووي الذي لا رجعة فيه، وتراكم البروتينات البالية والمكونات الخلوية التي ليس لديها الوقت لإزالتها بواسطة أنظمة التطهير في الجسم. بالنسبة للبشر، فإنهم يضعون تنظيم الجينات في المقام الأول.

تؤثر الآليات على تخصص الخلايا، واستخدام العناصر الغذائية، والالتهاب، والاستجابة للهرمونات، وإصلاح الأنسجة. كما أنها ترتبط بعمل التيلوميرات والميتوكوندريا والخلايا الجذعية التي تعمل على تجديد الأنسجة. تلعب الخلايا الهرمة أو المسنة دورًا أيضًا. تتوقف عن الانقسام، لكنها لا تموت وتطلق مواد تسبب الالتهاب ويمكن أن تلحق الضرر بالأنسجة المجاورة.

يعتمد المؤلفون أيضًا على أفكار عالم الأحياء ميخائيل بلاغوسكلوني. وأشار إلى أن البرامج المفيدة لنمو الجسم قد تكون ضارة إذا استمرت في وقت لاحق من الحياة.

لماذا تعمل العلاجات بشكل مختلف

وفقًا للمخطط المقترح، لا يمكن للعلاج أن يساعد إلا عندما يعالج المشكلة التي تحد حاليًا من بقاء الأنسجة. إذا تم القضاء عليه، قد يصبح انتهاك آخر العقبة الرئيسية.

يستشهد الباحثون بالراباميسين كمثال. الدواء قادر على إطالة عمر الفئران ذات الشيخوخة الطبيعية، حتى عند إعطائها لها في سن الشيخوخة. ويرتبط هذا جزئيًا بقمع مسار إشارات نمو mTOR ، وهو بروتين كيناز داخل الخلايا يعمل كمنظم رئيسي لنمو الخلايا وانقسامها واستقلابها وبقائها.

ولكن في الفئران التي لديها جينة إصلاح الحمض النووي المعيبة والتي تتقدم في العمر بسرعة غير عادية، قلل الراباميسين من نشاط هذا المسار دون إطالة العمر. وعلى العكس من ذلك، فإن تقييد السعرات الحرارية ساعدهم على العيش لفترة أطول. وتكهن بلاغوسكلوني بأن تلف الحمض النووي ربما يكون قد قتل هذه الفئران قبل أن تتاح لإشارات النمو الزائد فرصة للعب دور مهم. ويظل هذا أحد التفسيرات المحتملة للاختلاف وليس حقيقة ثابتة.

إعادة برمجة الخلايا القديمة

مجال آخر للبحث هو إعادة البرمجة الجزئية. يقوم العلماء بتنشيط ثلاثة جينات – OCT4، و SOX2، و KLF4 – لتقريب الخلايا من حالة أصغر سنا.

وفي إحدى التجارب، تم تسليم هذه الجينات باستخدام فيروس معدل إلى ذكور الفئران بعمر 124 أسبوعًا. وتضاعف متوسط ​​العمر المتوقع المتبقي لديهم. نحن نتحدث على وجه التحديد عن الوقت الذي كان على الحيوانات أن تعيشه بعد التدخل، وليس عن متوسط ​​العمر المتوقع بأكمله.

سلامة هذه الطريقة لا تزال موضع شك. وفي تجارب أخرى على الفئران، تسببت مجموعة وثيقة الصلة مكونة من أربعة جينات في حدوث أورام في العديد من الأعضاء.

ماذا تظهر الساعة اللاجينية؟

مع تقدم العمر، يتغير موقع العلامات الكيميائية – مجموعات الميثيل – على الحمض النووي. تقوم الساعات اللاجينية بتحليل هذه العلامات، على سبيل المثال في الدم أو اللعاب، لتقدير العمر البيولوجي أو معدل الشيخوخة.

يعتقد المراجعون أن الساعات الحالية تخلط بين نوعين من التغييرات. قد يساهم بعضها في الشيخوخة، ويطلق عليها الباحثون اسم التغييرات من النوع الأول. البعض الآخر، النوع الثاني، يمكن أن يساعد الجسم على الاستجابة للضرر.

يمكن أن يؤدي التخلص من التغييرات الضارة إلى تقليل قراءات الساعة وتوفير الفوائد. لكن قمع ردود الفعل الدفاعية يمكن أن يقلل أيضًا من تقدير العمر، بينما يضعف قدرة الجسم على التعامل مع الضرر.

على سبيل المثال، قد يزيد العمر المقدر بعد الجراحة أو الحمل أو العدوى ثم ينخفض ​​أثناء الشفاء. تتغير القراءات أيضًا على مدار اليوم: حوالي منتصف الليل، وفقًا لهذه التقديرات، يبدو الجسم أصغر سنًا، وعند الظهر يبدو أكبر سنًا.

عندما تتغير الساعات

تحاول بعض الساعات اللاجينية الجديدة فصل التغييرات الضارة عن الاستجابات المفيدة. وفي إحدى عمليات إعادة التحليل، تم تطبيق نموذجين من هذا القبيل على بيانات من 34 شخصًا بالغًا يعانون من زيادة الوزن والذين تناولوا مكملات أوميجا 3 لمدة ستة أسابيع.

انخفضت تقديرات العمر من ساعات مراقبة الأضرار بمقدار 6.1 سنوات. زاد عدد الساعات التي تتتبع التفاعلات المفيدة بمقدار 6.2 سنة. ومع ذلك، لم يثبت بعد أن أيًا من هذه النماذج قادر على التنبؤ بالحالة الصحية. ولذلك، فإن الانخفاض في العمر المقدر نفسه يصعب تفسيره. وهذا لا يعني بالضرورة أن الشخص سيكون أكثر صحة أو سيعيش لفترة أطول.

تغييرات صغيرة في الناس

نظرت المراجعة في أكثر من اثنتي عشرة دراسة بشرية، بدءًا من برنامج نمط الحياة لمدة ثمانية أسابيع لست نساء إلى العمل الذي يشمل 3567 شخصًا بالغًا يرتدون أجهزة تتبع النشاط.

في دراسة CALERIE التي استمرت لمدة عامين، تم تعيين 220 شخصًا بالغًا يتمتعون بصحة جيدة ولا يعانون من السمنة المفرطة في مجموعة واحدة: طُلب من مجموعة واحدة خفض السعرات الحرارية التي يتناولونها بنسبة 25٪، وطُلب من المجموعة الأخرى تناول الطعام كالمعتاد. أدى تقييد السعرات الحرارية إلى إبطاء نتيجة DunedinPACE ، التي تقيس معدل الشيخوخة، ولكن لعدة ساعات أخرى لم يكن هناك تغيير مقنع يتجاوز التقلبات العشوائية المحتملة.

في تحليل DO-HEALTH لمدة ثلاث سنوات والذي أجري على 777 من كبار السن، أدت مكملات أوميغا 3 إلى إبطاء الشيخوخة عبر ثلاث من أربع ساعات جينية. إن إضافة فيتامين د والتمارين المنزلية توفر فوائد إضافية في ساعة واحدة في كل مرة. ومع ذلك، لم تظهر أي من هذه الدراسات أن المشاركين عاشوا لفترة أطول.

أفادت دراسة صغيرة أخرى أجريت على 42 شخصًا يتناولون مكملات ألفا كيتوجلوتارات عن انخفاض متوسط ​​في العمر المقدر بثماني سنوات. لكن الاختبار أخذ في الاعتبار تسعة أقسام فقط من الحمض النووي، ولم تؤكد المجموعات المستقلة النتيجة بعد.

ما الذي يجب التحقق منه أيضًا

ولم يتم بعد اختبار المخطط المقترح بشكل كامل. ولم يتم تحديد مدى مساهمة كل من القيود المفترضة في الشيخوخة البشرية الطبيعية. كما أنه لا يفسر ما الذي يسبب الشيخوخة وما إذا كانت هناك عملية واحدة تكمن وراء جميع التغييرات المرتبطة بالعمر.

وفقًا للمؤلفين، من المفيد استكشاف مجموعة من الأساليب، مثل استعادة تنظيم الجينات وإزالة الخلايا الهرمة. لكن فوائد وسلامة مثل هذه الأساليب تحتاج إلى اختبار مباشر.

ويقترح الباحثون أن التركيز لا ينبغي أن يكون على متوسط ​​العمر المتوقع، بل على السلامة وزيادة عدد السنوات التي يعيشها الشخص بصحة جيدة. وللقيام بذلك، يقترحون إجراء تجارب محكمة على أدوية مدروسة جيدًا وإنشاء قاعدة بيانات مجانية متاحة للعامة من شأنها أن تساعد في تحديد مجموعات واعدة من الأساليب.

بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة لدراسات طويلة المدى على مجموعات سكانية مختلفة لمعرفة ما إذا كان خفض الساعة اللاجينية يتنبأ بالفعل بحياة أطول وأكثر صحة.

اشترك واقرأ “العلم” في

الأعلى