Ερευνητές του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) πραγματοποίησαν μια σημαντική ανακάλυψη που φωτίζει τους μοριακούς μηχανισμούς της υγιούς γήρανσης και της διατήρησης της λειτουργίας του νευρικού συστήματος. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature Communications» και αναδεικνύει έναν έως σήμερα άγνωστο κυτταρικό μηχανισμό. Την έρευνα υπέγραψαν η Δρ. Αγγελική Σωτηρίου και ο Δρ. Γιώργος Κωνσταντινίδης, υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Νεκτάριου Ταβερναράκη, οι οποίοι αποκάλυψαν τον κρίσιμο ρόλο ενός εξειδικευμένου ενζύμου στην προστασία των νευρικών κυττάρων. Ο μηχανισμός αυτός αποδεικνύεται καθοριστικός για τη διατήρηση των νοητικών και κινητικών ικανοτήτων κατά τη διάρκεια της υγιούς γήρανσης.
Ο ρόλος της πρωτεΐνης CYLD-1 στη γήρανση
Η γήρανση συνοδεύεται από σταδιακή έκπτωση των βιολογικών λειτουργιών του οργανισμού και αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης νευροεκφυλιστικών νοσημάτων. Για να παραμείνουν λειτουργικά, τα νευρικά κύτταρα στηρίζονται σε πολύπλοκους μηχανισμούς ποιοτικού ελέγχου και ανακύκλωσης πρωτεϊνών. Στο επίκεντρο αυτών των διεργασιών βρίσκεται η ουβικιτινίωση, δηλαδή η προσθήκη μορίων ουβικιτίνης σε πρωτεΐνες, μια θεμελιώδης κυτταρική διαδικασία που ρυθμίζει τον κύκλο ζωής των πρωτεϊνών. Οι επιστήμονες του ΙΜΒΒ-ΙΤΕ χρησιμοποίησαν ως πειραματικό μοντέλο τον νηματώδη Caenorhabditis elegans, προκειμένου να μελετήσουν σε βάθος τον ρόλο αυτής της διαδικασίας στη γήρανση του νευρικού συστήματος.
Μέσα από τα πειράματα, η ερευνητική ομάδα έδειξε ότι η πρωτεΐνη CYLD-1, η οποία είναι στενή συγγενής της ανθρώπινης πρωτεΐνης CYLD, διαδραματίζει καίριο ρόλο στη διατήρηση της φυσιολογικής νευροδιαβίβασης, δηλαδή στην επικοινωνία μεταξύ των νευρικών κυττάρων. Η CYLD-1 λειτουργεί ως απο-ουβικιτινάση, αφαιρώντας μόρια ουβικιτίνης από πρωτεΐνες και διασφαλίζοντας την εύρυθμη λειτουργία συγκεκριμένων νευρωνικών κυκλωμάτων που ελέγχουν την κίνηση και τη συμπεριφορά. Όταν η λειτουργία της πρωτεΐνης χάνεται, προκαλείται εκφυλισμός των νευρώνων, διαταραχή της νευρομυϊκής επικοινωνίας και προοδευτική μείωση της κινητικής ικανότητας. Παράλληλα, η μελέτη αποκάλυψε ότι η πρωτεΐνη είναι απαραίτητη και για τη διατήρηση σύνθετων γνωστικών λειτουργιών, όπως η συνειρμική μάθηση, υπογραμμίζοντας τον ευρύτερο ρόλο της στη ρύθμιση της συμπεριφοράς.
Η σύνδεση με τη μακροζωία
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι η πρωτεΐνη CYLD-1 επηρεάζει και τη διάρκεια ζωής του οργανισμού. Η απενεργοποίησή της μειώνει σημαντικά το προσδόκιμο επιβίωσης, ενώ η λειτουργία της φαίνεται να εμπλέκεται σε γνωστά μονοπάτια που σχετίζονται με τη μακροζωία, όπως η σηματοδότηση της ινσουλίνης, η διαδικασία της αναπαραγωγής και ο περιορισμός της πρόσληψης θερμίδων. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι η CYLD-1 συνδέεται στενά με την αυτοφαγία, έναν από τους σημαντικότερους μηχανισμούς κυτταρικής ανακύκλωσης και απομάκρυνσης φθαρμένων κυτταρικών συστατικών. Η συνέργεια αυτή συμβάλλει στη διατήρηση της νευρωνικής ομοιόστασης, δηλαδή της σταθερής λειτουργίας των νευρικών κυττάρων στο πέρασμα του χρόνου.
Η ανακάλυψη της ερευνητικής ομάδας του ΙΜΒΒ-ΙΤΕ προσφέρει νέα δεδομένα για την κατανόηση των μηχανισμών που προστατεύουν το νευρικό σύστημα από τη φθορά της ηλικίας και συμβάλλουν στην υγιή γήρανση. Η μελέτη, υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Νεκτάριου Ταβερναράκη, συνδέει την απο-ουβικιτινίωση με κρίσιμα μονοπάτια μακροζωίας, όπως η σηματοδότηση της ινσουλίνης και ο περιορισμός θερμίδων, δείχνοντας πόσο στενά συνδέονται η λειτουργία του νευρικού συστήματος με τη συνολική διάρκεια ζωής του οργανισμού. Τα ευρήματα που δημοσιεύτηκαν στο «Nature Communications» συμβάλλουν στην κατανόηση των νευροεκφυλιστικών νοσημάτων που σχετίζονται με τη γήρανση, καθώς αναδεικνύουν τον ρόλο της πρωτεΐνης CYLD-1 και της αυτοφαγίας ως πιθανών στόχων για μελλοντική έρευνα γύρω από τη διατήρηση της νευρικής λειτουργίας.
