DNA ustanawia fundamentalny limit ludzkiego życia
Okazuje się, że nawet w najbardziej optymistycznym scenariuszu, zakładającym wyeliminowanie wszelkich schorzeń związanych z wiekiem, ludzkie życie wciąż podlega fundamentalnym ograniczeniom. Zespół badaczy ze Skolkovo Institute of Science and Technology w Rosji, pod kierownictwem biologa obliczeniowego Dmitrii Kriukova, przeprowadził symulacje, które wskazują, iż kluczową rolę odgrywają tu losowe mutacje DNA.
Ich wnioski są zaskakujące: akumulacja tych mutacji w naszych komórkach będzie kontynuowana aż do momentu, gdy organizm przestanie prawidłowo funkcjonować. Sugerowane przez nich maksymalne przedłużenie ludzkiego życia, nawet przy pokonaniu wszystkich innych aspektów starzenia, wynosiłoby od około 150 do 190 lat. To niemal dwukrotnie więcej niż obecna średnia długość życia, która w sprzyjających warunkach wynosi około 79 lat, ale wciąż jest to twardy limit.
Czytaj także: Miliarder zamierza zhackować ludzki genom i odblokować funkcję nieśmiertelności
Co ważne, naukowcy podkreślają, że ich praca, opublikowana w prestiżowym czasopiśmie npj Aging, nie jest prognozą przyszłej długości życia, lecz eksperymentem myślowym mającym na celu oszacowanie górnej granicy, jaką same mutacje somatyczne mogłyby narzucić, a także stworzeniem nowego sposobu mierzenia wpływu różnych procesów biologicznych na starzenie się. To przełom, na który czekaliśmy, by lepiej zrozumieć mechanizmy stojące za procesem starzenia.
Wojna o długowieczność toczy się w naszych komórkach
Wraz z wiekiem wykładniczo rośnie ryzyko wystąpienia wielu chorób, takich jak nowotwory, choroby serca czy demencja. Jednak starzenie to nie tylko choroby. Przez całe życie nasze DNA stopniowo gromadzi losowe mutacje. Każdego razu, gdy komórka się dzieli, mogą pojawić się drobne błędy w naszym kodzie genetycznym. Nasze ciała są niezwykle skuteczne w naprawianiu tych uszkodzeń, ale nie są idealne.
Z biegiem czasu te mutacje somatyczne kumulują się. Większość z nich jest nieszkodliwa, ale niektóre mogą przyczyniać się do rozwoju chorób, w tym nowotworów. Nowa analiza pokazuje, że nawet jeśli udałoby się zapobiec rakowi i wszystkim innym chorobom związanym z wiekiem, mutacje nadal by się gromadziły, stopniowo upośledzając prawidłowe funkcjonowanie naszych komórek.
Zespół Dmitrii Kriukova zadał pozornie proste pytanie: Czy eliminując wszystkie inne cechy starzenia, same losowe mutacje DNA nadal ograniczałyby długość życia człowieka? Stworzyli model matematyczny, który systematycznie kwantyfikował, jak tempo mutacji DNA wpływa na główne narządy ciała, a następnie wykorzystali te informacje do obliczenia długości życia populacji ludzkiej wolnej od chorób związanych z wiekiem. Mediana długości życia, w zależności od modelu, wahała się od 146 do 194 lat. To oznacza, że choć nikt nie żyłby wiecznie, niektóre wyjątkowe jednostki teoretycznie mogłyby osiągnąć znacznie dłuższą długość życia.
Serce i mózg – najsłabsze ogniwa w walce z czasem?
Ciekawe jest odkrycie, że niektóre komórki są bardziej odporne niż inne. Wiele tkanek, takich jak skóra czy wątroba, nieustannie zastępuje stare komórki nowymi i teoretycznie może kontynuować ten proces uzupełniania przez bardzo długi czas. To daje im niezwykłą odporność na gromadzenie się mutacji.
Jednak inne żywotne organy są mniej elastyczne. Komórki w sercu i mózgu są w dużej mierze niezastępowalne, co oznacza, że z biegiem lat stale gromadzą mutacje. To właśnie te długowieczne komórki, o ograniczonych możliwościach regeneracji, nakładają najsurowsze ograniczenia na długość życia, jak ustalił zespół badawczy.
Starzenie – skomplikowana łamigłówka, którą musimy rozwiązać
Debata na temat tego, czy akumulacja mutacji DNA może być fundamentalną przyczyną starzenia, toczy się od dziesięcioleci i stanowi podstawę somatycznej teorii mutacji starzenia. Wcześniejsze badania wykazały, że mutacje narastają przez całe życie, ale kwestia, czy same one mogą wyjaśnić proces starzenia, pozostawała kontrowersyjna.
Czytaj także: W drodze po nieśmiertelność. Naukowcy odwrócili proces starzenia u myszy
Praca Kriukova i jego zespołu sugeruje, że mutacje somatyczne to prawdopodobnie tylko część historii. Jeśli same mutacje ustanowiłyby medianę długości życia na poziomie około 156 lat, a ludzie obecnie żyją znacznie krócej, oznacza to, że w grę wchodzą także inne czynniki. To odkrycie wzmacnia coraz bardziej powszechny pogląd, że starzenie jest procesem złożonym, z wieloma czynnikami przyczyniającymi się do niego. Identyfikacja i zrozumienie tych poszczególnych czynników może być kluczem do szczęśliwego i zdrowego życia w późniejszym wieku.
Naukowcy podkreślają, że ich praca stanowi jedynie pierwszy, krytyczny krok w kierunku rozłożenia procesu starzenia na mierzalne komponenty mechanistyczne. Ostatecznie, włączenie innych głównych czynników starzenia mogłoby utorować drogę do kompleksowej, mechanistycznej teorii starzenia. Osiągnięcie tego będzie wymagało skoordynowanych wysiłków wielu grup badawczych – jest to wyzwanie, ale jednocześnie coraz bardziej osiągalna perspektywa w niedalekiej przyszłości.
