Megtalálták az öregedés kulcsát
A testméret nincs érdemi befolyással a sejtekben kialakuló mutációk számára.
Több évtizede kutatott kérdésre találhattak megfejtést brit kutatók, miután eredményeik azt mutatják, a sejtekben a korral bekövetkező genetikai változások száma nem tér el számottevően a legkülönfélébb emlősfajok esetében sem. A felfedezés mind az öregedés folyamatát, mind a daganatos betegségek kialakulását új oldalról világítja meg.
Testi, avagy szomatikus mutációknak nevezzük azokat a genetikai változásokat, amelyeket egy adott egyed nem a felmenőitől örököl, hanem amelyek a saját sejtjeiben keletkeznek. Ez egy teljesen természetes jelenség, minden élő organizmus sejtjeiben folyamatosan történnek ilyen mutációk az életútja során. Ismert például, hogy az emberi sejtekben hozzávetőleg 20-50 genetikai változás történik évente. A szomatikus mutációk zöme teljesen ártalmatlan, olykor azonban előfordul, hogy károsítják a sejt normális működését, esetleg elindítanak egy rosszindulatú elváltozást, amelyből aztán rák alakul ki.
Mint azt az egyesült királyságbeli Wellcome Sanger Institute közleménye írja, a kutatókat már az 1950-es évek óta foglalkoztatja a kérdés, hogy vajon a testi mutációk milyen szerepet tölthetnek be az öregedés mindmáig kevéssé értett folyamatában. Sokáig komoly tudományos kihívást jelentett ugyanakkor a mutációk megfigyelése, ennélfogva a teória vizsgálata is nehézségekbe ütközött. Az elmúlt évek gyors technológiai fejlődése ugyanakkor végre lehetővé tette, hogy a kutatók közelebbről is megfigyelhessék a szövetekben zajló genetikai változásokat, egyszersmind felkeltette a reményt a sok évtizedes kérdés megválaszolására.
Mi több, akad még egy ehhez a témához kötődő probléma, amelyet mindeddig nem tudott megfejteni a tudomány. Tudjuk ugyanis, hogy a rák egyetlen - rendellenesen működő - sejtből indul ki. A nagyobb testű állatfajoknak értelemszerűen több sejtje is van, ami azt jelenti, hogy elméletileg nagyobb valószínűséggel alakul ki a szervezetükben rosszindulatú elváltozás. A gyakorlat viszont azt mutatja, hogy a rák előfordulási gyakorisága a különböző állatfajok között független azok testméretétől. Ezt nevezzük Peto-paradoxonnak - az angol Richard Peto epidemiológus és statisztikus kutató munkássága nyomán. Tudományos feltételezések szerint a nagyobb testű állatoknál az evolúció során kifejlődhetett valamiféle rákmegelőzést segítő mechanizmus. Mostanáig azonban nem volt eszköz annak tesztelésére, hogy ez a rejtélyes mechanizmus nem a szomatikus mutációk számának csökkentésében fejti-e ki a hatását.
Amiben az egér és a zsiráf is szinte azonos
A Wellcome Sanger Institute szakemberei egy új módszert alkalmazva, a fenti elméletek ellenőrzése érdekében összesen 16 különböző emlősfajnál mérték fel a szomatikus mutációk keletkezésének ütemét. Embertől az egéren és az oroszlánon át a zsiráfig megannyi eltérő élettartamú és testtömegű fajt vizsgáltak. Minden esetben bélrendszeri szövetminták elemzésével mérték meg az ott található őssejtek mutációs rátáját. A kísérlet végül arra az eredményre jutott, hogy egyrészt a szomatikus mutációk nagyjából egyenletes ütemben szaporodnak fel az idő előrehaladtával, másrészt minden faj esetében hasonló folyamatok okozzák a genetikai változásokat, függetlenül az adott faj étrendjétől és életmódjától. Ezen felül a kutatók a szomatikus mutációk öregedésben játszott lehetséges szerepére is bizonyítékot találták azáltal, hogy felfedezték: a mutációk keletkezésének üteme annál lassabb, minél hosszabb élettartamú fajt veszünk alapul.
De mit is jelent ez pontosan? Dacára a 16 vizsgált emlősfaj igen változatos élettartamának és testtömegének, az állatok és az ember élete alatt kialakult szomatikus mutációk mennyisége viszonylag azonos szinten mozog. Csak a példa kedvéért: egy zsiráf mintegy 40 ezerszer nagyobb, mint egy egér, míg egy ember 30-szor hosszabb ideig él ennél a rágcsálónál. A sejtenkénti mutációk száma közötti eltérés viszont körülbelül csak háromszoros a három faj között az életútjuk végén. "Meglepő volt, hogy hasonló mintázatot találtunk a genetikai változások terén olyan rendkívül eltérő állatfajok között, mint amennyire például egy egér és egy tigris különbözik egymástól. A tanulmány legizgalmasabb része ugyanakkor az, hogy felfedeztük, az élettartam fordítottan arányos a szomatikus mutációs rátával. Ez arra utal, hogy a szomatikus mutációk szerepet játszhatnak az öregedésben, még ha egyéb magyarázatok is lehetségesek" - fogalmazott dr. Alex Cagan, a Nature című tudományos folyóiratban megjelent tanulmány első szerzője.
A Wellcome Sanger Institute közleménye hangsúlyozza, hogy az öregedés pontos okainak feltárása kapcsán egyelőre bőven akadnak még megválaszolatlan kérdések. Valószínűsíthető, hogy az öregedésért a sejtjeinket és szöveteinket érő különböző károsodások összessége felel az életút során. A többi között ebbe a sorba illeszkednek a szomatikus mutációk is. A mostani kutatás viszont csupán ezek szerepét helyezte új megvilágításba, de nem tért ki a más tényezők által előidézett károsodásokra. Ezzel együtt fontos, hogy a szomatikus mutációk vizsgálata, amely már több mint 70 éve foglalkoztatja a tudomány szereplőit, a technológia fejlődésével végre elérhetővé vált. "A felfedezés pedig, hogy emlősök széles köre hasonló számú sejten belüli mutációval ér az élete végére, egy izgalmas és érdekfeszítő felfedezés" - szögezte le dr. Inigo Martincorena, a tanulmány utolsó szerzője.
A Peto-paradoxont nem tudták megfejteni
Miközben tehát a kutatás eredményei arra utalnak, hogy a szomatikus mutációk fontos szerepet tölthetnek be az öregedésben, a Peto-paradoxon kapcsán nem hoztak előrelépést. Önmagában a testtömeg és a mutációs ráta között ugyanis a szakemberek nem találtak számottevő összefüggést. Ebből arra lehet következtetni, hogy valószínűleg más tényezők állnak annak hátterében, hogy a nagyobb állatok a méretükből következtethetőnél kisebb rákkockázattal néznek szembe a valóságban.
"A tény, hogy a szomatikus mutációs rátában jelentkező különbségeket látszólag az élettartambeli különbségekkel lehet inkább magyarázni, mintsem a testmérettel, arra utal, hogy habár a mutációs ráta szabályozása egy elegáns módszernek hangzik a fajok közötti rákkockázat kezelésére, az evolúció valójában mégsem ezt az utat választotta. Elég valószínű, hogy minden alkalommal, amikor egy faj az elődeinél nagyobb méretűvé válik - ahogy a zsiráfok, az elefántok és a bálnák esetében -, az evolúció valamilyen más megoldással rukkol elő erre a problémára. Nagyobb részletességgel kell tanulmányoznunk ezeket a fajokat, hogy kitaláljuk a megfejtést" - árulta el dr. Adrian Baez-Ortega, a tanulmány társszerzője.
