Sari la conținut

Secțiuni de ADN care se pot deplasa dintr-o regiune în alta a genomului joacă un rol în tulburările de îmbătrânire prematură, au descoperit oamenii de știință.

O echipă de cercetători de la Institutul Salk din California și Universitatea de Știință și Tehnologie King Abdullah (KAUST) din Arabia Saudită a descoperit că la persoanele cu îmbătrânire precoce, sau progeria, ARN-ul codificat de secțiunile mobile din ADN (transpozoni) se acumulează în interiorul celulelor. Mai mult, în testele preclinice oamenii de știință au descoperit că blocarea acestui ARN, care se poate deplasa dintr-o regiune în alta a genomului, poate stopa boala la șoareci.

Concluziile, publicate miercuri, în Science Translational Medicine, se concentrează pe o secțiune de ARN cunoscută sub numele de LINE-1.

„Descoperirile oferă o nouă perspectivă asupra sindroamelor progeroide (ale îmbătrânirii precoce) și a modului de tratare al acestora, subliniind în același timp importanța ARN-ului LINE-1 în îmbătrânirea normală”, a declarat autorul corespondent Juan Carlos Izpisua Belmonte, profesor în laboratorul de expresie a genelor la Salk și directorul institutului de știință Altos Labs, din San Diego, California.

Sindroamele progeroide, care includ sindromul progeria Hutchinson-Gilford și sindromul Werner, provoacă îmbătrânirea accelerată la copii și adolescenți. Pacienții dezvoltă nu numai apariții fizice izbitoare, ci și simptome și boli asociate de obicei cu vârsta înaintată, cum ar fi boli de inimă, cataractă, diabet de tip 2, osteoporoză și cancer.

În prezent, nu există tratamente eficiente pentru sindroamele de îmbătrânire precoce.

Cercetătorii știau din studii anterioare că una dintre semnăturile moleculare ale îmbătrânirii normale și ale sindroamelor progeroide este organizarea modificată a ADN-ului. Când ADN-ul este ambalat diferit în nucleele celulelor, acesta modifică genele pe care celula le poate utiliza, ceea ce poate schimba drastic comportamentul și funcția unei celule.

Oamenii de știință știau, de asemenea, că genomul uman conține sute de elemente LINE-1 care se propagă și se deplasează în jurul genomului, și codifică ARN-ul LINE-1. Funcția acestor elemente nu este suficient înțeleasă, dar ele se schimbă și se înmulțesc odată cu vârsta, inclusiv în boli, precum cancer și boli cardiovasculare.

Echipa și-a propus să studieze dacă aceste elemente mobile și schimbătoare de ARN se transformă și în sindroamele de îmbătrânire precoce.

„Secvențele repetate precum LINE-1 alcătuiesc un procent mare din genomul nostru, dar nu se acordă prea multă atenție efectelor ARN-ului LINE-1 care cresc odată cu vârsta în nuclee”, spune coautorul Pradeep Reddy, fost om de știință la Salk, în prezent cercetător principal la Altos Labs.

Cercetătorii au studiat celulele derivate de la pacienții cu sindroame progeroide și au descoperit că aveau de patru până la șapte ori mai mult ARN LINE-1 decât celulele persoanelor sănătoase. Mai mult decât atât, echipa a arătat că acumularea de ARN-ul LINE-1 au avut loc înainte de modificările structurale majore ale ADN-ului care erau deja asociate cu progeria.

Oamenii de știință au dezvoltat molecule care se pot lega în mod specific de segmentele de ARN LINE-1, împiedicând ARN-ul să se acumuleze și să afecteze celulele.

Acest tip de tratament a oprit semnele moleculare ale progeriei în celulele izolate și a extins durata de viață a șoarecilor cu mutații genetice care cauzează de obicei îmbătrânirea prematură.

În ambele cazuri, expresia genelor asociate cu proliferarea celulară și structura ADN-ului a crescut după tratament, în timp ce expresia genelor asociate cu îmbătrânirea, inflamația și deteriorarea ADN-ului a scăzut.

„Vizarea ARN-ului LINE-1 poate fi o modalitate eficientă de a trata sindroamele progeroide, precum și alte boli legate de vârstă care au fost asociate cu LINE-1, inclusiv boli neuropsihiatrice, tulburări oculare și metabolice și cancere”, spune Izpisua Belmonte.

„În cele din urmă, credem că această abordare poate duce la tratamente care ar putea ajuta la extinderea duratei de viață sănătoasă la om”, a mai precizat cercetătorul.

Urmează noi studii pentru a înțelege mai bine ce cauzează acumularea de ARN LINE-1 și cum poate fi prevenit acest proces la pacienții umani, cu ajutorul medicamentelor.

Cercetătorii au depus o cerere de brevet pentru recentele descoperiri care vizează ARN-ul LINE-1.

Articolul Nouă țintă identificată pentru tratamentul îmbătrânirii premature apare prima dată în 360medical.ro.