O nouă cale metabolică explică modul în care frigul prelungește durata de viață
Temperaturile moderat de scăzute prelungesc durata de viață și întârzie declinul asociat îmbătrânirii la animale, însă mecanismele moleculare din spatele acestor efecte au rămas mult timp neclare. Un studiu recent, publicat în revista Nature, descrie un sistem de semnalizare reglat între diferite țesuturi prin intermediul metaboliților, care ar putea explica aceste beneficii.
Cercetarea, coordonată de profesorul David Vilchez la clusterul de excelență CECAD pentru îmbătrânire și boli asociate îmbătrânirii, la Centrul de Medicină Moleculară din Köln (CMMC) al Universității din Köln și la Spitalul Universitar din Köln, a folosit ca organism model nematodul Caenorhabditis elegans. Oamenii de știință au demonstrat o legătură între temperaturile scăzute, creșterea duratei de viață și proteostază — menținerea echilibrului proteinelor la nivel celular.
Studiul arată că mușchiul acționează ca o „fabrică centrală”, producând metabolitul dihidrobiopterină (BH2). Acesta este apoi transportat către alte țesuturi, unde este folosit pentru a induce producția aminoacidului tirozină. Această cale metabolică ajută la întărirea mecanismelor celulare responsabile de menținerea proteinelor funcționale și de conservarea homeostaziei proteinelor.
„Suntem încântați să arătăm că temperaturile ușor scăzute declanșează producția semnificativă a unui metabolit specific, BH2, care este sintetizat, stocat și apoi eliberat de țesutul muscular. BH2 ajunge apoi în alte părți ale organismului, unde ajută la menținerea homeostaziei proteinelor și contribuie la sănătatea țesuturilor în timpul îmbătrânirii”, explică cercetătorul principal Vilchez.
„Aceste descoperiri sugerează că vizarea specifică a unui singur țesut, cum ar fi mușchiul, ar putea oferi protecție la nivelul întregului organism. Acest lucru deschide noi direcții pentru abordările terapeutice”, a adăugat el.
Echipa a verificat rezultatele și pe modele celulare umane pentru două boli neurodegenerative asociate vârstei — boala Huntington și scleroza laterală amiotrofică (ALS) —, în care acumularea de proteine malformate sau deteriorate este o caracteristică majoră.
Pornind de la studiile anterioare despre temperaturile scăzute, cercetătorii au investigat dacă efectele benefice ale frigului pot fi reproduse prin suplimentarea metaboliților identificați. Administrarea atât de BH2, cât și de tirozină a fost suficientă pentru a produce un efect protector atât la C. elegans, cât și în culturile celulare, ceea ce sugerează că acești metaboliți pot reproduce o parte din efectele benefice ale frigului.
„Am fost sincer surprinși să constatăm că suplimentarea a prelungit semnificativ durata de viață, chiar și la temperaturi standard și mai ridicate. Experimentele suplimentare pe celule umane ne încurajează să căutăm tratamente care să imite efectele benefice ale frigului fără a fi nevoie de modificarea temperaturii corpului”, a declarat Vilchez.
Cu toate acestea, în stadiul actual al cercetării, este mult prea devreme pentru a dezvolta o „pastilă” care să reproducă efectele frigului asupra longevității. Rezultatele studiului oferă însă un punct de plecare solid pentru cercetări viitoare privind opțiuni terapeutice bazate pe metaboliți pentru afecțiuni precum boala Huntington și ALS.
Proiectul a fost realizat în colaborare cu laboratoarele profesorilor Thorsten Hoppe și Christian Frezza din cadrul clusterului de excelență CECAD.
