Τελομεράση: Η υπόσχεση της αθανασίας και το “χάπι” που ήδη κυκλοφορεί

Είναι το “υπερ-ένζυμο” που υπόσχεται υγεία και αιώνια νεότητα. Εδώ η επιστήμη αγγίζει τα όρια της φιλοσοφίας και πασχίζει να νικήσει τους τρεις προαιώνιους εχθρούς της ανθρωπότητας- την αρρώστια, τα γηρατειά και τον θάνατο.Αλλά ας κάνουμε ένα μικτό ταξίδι στο χρόνο: Βρισκόμαστε στο 1961. Ο ανατόμος Lenard Hayflick πειραματιζόταν με καλλιέργειες εμβρυακού ιστού, προσπαθώντας να καταλάβει αν η γήρανση οφείλεται στην εξασθένηση των ίδιων των κυττάρων, που παρασύρουν μαζί τους ολόκληρο τον οργανισμό, ή σε κάποιο “ηλικιακό” παράγοντα φθοράς στους ιστούς που αυτά συνθέτουν. Παρακολουθώντας την αναπαραγωγική ικανότητα των κυττάρων, παρατήρησε ότι αφού αναπαράχθηκαν 75-100 φορές σταμάτησαν απότομα τον κύκλο αναπαραγωγής τους και άρχισαν να παρουσιάζουν συμπτώματα γήρατος , φθάνοντας τελικά στον κυτταρικό θάνατο .

Όταν επανέλαβε το ίδιο πείραμα με κύτταρα ενός 70χρονου, ανακάλυψε ότι η κυτταρική γήρανση άρχισε πολύ νωρίτερα, μετά από τις μισές περίπου διαιρέσεις σε σχέση με τον προηγούμενο νεανικό ιστό που είχε χρησιμοποιήσει. Το συμπέρασμα ήταν το εξής: Τα κύτταρα του γηραιότερου ανθρώπου ήταν και αυτά γηραιότεραμ, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχει ένα είδος βιολογικού ρολογιού σε κυτταρικό επίπεδο  που ελέγχει το χρόνο ζωής των κυττάρων. Αυτός ο χρόνος καθορίζεται από τον αριθμό των διαιρέσεων ο οποίος είναι καθορισμένος και βρίσκεται κωδικοποιημένος κάπου μέσα στο κύτταρο. Ο αριθμός αυτός ονομάστηκε όριο Hayflick προς τιμή του ανατόμου ερευνητή. Ο ίδιος όμως ο Hayflick δεν κατάλαβε γιατί τα κύτταρα πεθαίνουν. Αργότερα οι βιολόγοι κατά τη χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος , προσπάθησαν να βρουν ένα γονίδιο που να ελέγχει τη θνησιμότητα των κυττάρων και κατ’ επέκταση τον προγραμματισμένο βιολογικά θάνατο από το ίδιο το γενετικό μας υλικό.  Στις αρχές της δεκαετίας του 70 η μοριακή βιολόγος Elizabeth Blackburn απομόνωσε ένα μονοκύτταρο βλεφαδοφόρο πρωτόζωο, το πρώτο τελομερές. Το 1988 ο Robert Moysis απομόνωσε το πρώτο ανθρώπινο τελομερές.
Τα τελομερή ήταν μια περιοχή στο άκρο των χρωματοσωμάτων η οποία δεν φαινόταν να επιτελεί κανένα ιδιαίτερο σκοπό. Έμοιαζε περισσότερο με τη πλαστική μανσέτα στο τέλος των κορδονιών, που εμποδίζει το ξετύλιγμα του νήματος. Το όνομα τελομερές προέρχεται απά τις ελληνικές λέξεις “τέλος” και “μέρος” .  Το γενετικό μας υλικό (DNA) αποτελείται από μεγάλες γραμμικές νουκλεοτιδίων (χημικές ενώσεις που περιλαμβάνουν στο μόριό τους μια αζωτούχα βάση, ένα σάκχαρο-πεντόζη, και μια φωσφορική βάση). Το DNA χρησιμοποιεί πάντα 4 αζωτούχες βάσεις την αδενίνη Α, την θυμίνη Τ, την φουανίνη G και τη κυτοσίνη C . Υπάρχουν δηλαδή 4 διαφορετικά νουκλεοτίδια που αντιστοιχούν στις 4 αυτές διαφορετικές βάσεις και συνδυαζόμενα μεταξύ τους κατά χιλιάδες τρόπους δίνουν πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες του DNA κάθε μια από τις οποίες μεταφέρει και μια διαφορετική πληροφορία, αποτελεί δηλ ένα ιδιαίτερο γονίδιο.
Τα τελομερή στα άκρα των χρωματοσωμάτων αποτελούνται από μια επαναλαμβανόμενη αλυσίδα έξι βάσεων (TTAGG) που δεν φαίνονται να κωδικοποιούν κανένα γονίδιο . Καλύπτονται από πρωτεΐνες στις οποίες προσδένονται και άλλες πρωτεΐνες , δημιουργώντας ένα “καπάκι” που εμποδίζει τα χρωματοσώματα να δεχτούν άλλες ακολουθίες βάσεων στα άκρα τους, ή να συνδεθούν μεταξύ τους, παρέχοντας έτσι σταθερότητα στο γενετικό υλικό , αποτρέποντας τη βαθμιαία απώλεια γενετικών πληροφοριών. Όλα τα σπονδυλωτά αποδείχθηκε ότι διαθέτουν την ίδια απλή επαναλαμβανόμενη ακολουθία (TTAGGG) στα τελομερή τους σε αριθμό που αγγίζει τις 15000 βάσεις .

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν όμως ότι τα τελομερή δεν είναι αδρανή , αλλά κονταίνουν μετά από κάθε κυτταρική διαίρεση. Κάθε φορά δηλαδή που διαιρούνται τα κύτταρά μας , ένα μικρό κομμάτι του άκρου του τελομερούς δεν αντιγράφεται, με αποτέλεσμα το θυγατρικό κύτταρο να περιλαμβάνει ένα κοντύτερο τελομερές από το αρχικό κύτταρο. Έτσι μετά από ένα ορισμένο αριθμό διαιρέσεων το κύτταρο φτάνει στο “‘όριο Hayflick” με ένα ελάχιστο κρίσιμο μήκος τελομερούς που δεν μπορεί να ελαττωθεί περισσότερο. Σ’αυτό το κρίσιμο μήκος του τελομερούς τα γονίδια δεν προστατεύονται και έτσι προκαλείται η φθορά τού ιστού που οδηγεί στη γήρανση. Το μήκος επομένως του τελομερούς είναι το βιολογικό ρολόι που μετρά τον αναπομείνανατα χρόνο ζωής του κυττάρου και είναι δείκτης της ηλικίας του .

Κάποια ελάχιστα όμως σωματικά κύτταρα δεν παρουσιάζουν καμία απώλεια στα τελομερή τους. Αυτά είναι τα “αθάνατα” σπερματικά και καρκινικά κύτταρα που χαρακτηρίζονται  ακριβώς από την ικανότητα τους να διαιρούνται χιλιάδες φορές. Τι είναι όμως αυτό που διατηρεί άθικτα τα τελομερή των σπερματικών και καρκινικών κυττάρων και τα ίδια αυτά κύτταρα νεαρά και αθάνατα σε αντίθεση με τη γήρανση και θνησιμότητα των άλλων σωματικών κυττάρων;
Το 1984 οι βιολόγοι Elizabeth Blackburn και Carol Greider ανακάλυψαν στο πρωτόζωο τετραχύμενα ένα ένζυμο που διατηρεί ακέραια τα τελομερή το οποίο ονόμασαν “τελομεράση“.
Αυτή η ανακάλυψη αλλά και η μετέπειτα εργασία τους, τους χάρισε το 2009 το βραβείο Νόμπελ ιατρικής μαζί με τον W. Szostak.

Η τελομεράση είναι ένα ένζυμο με την ικανότητα όχι να αντιγράφει γενετική πληροφορία , αλλά να  συμπληρώνει και πάλι σε μήκος το τελομερές. Εάν η τελομεράση διατίθεται σε ικανές ποσότητες στα σημεία του οργανισμού που γίνονται οι κυτταρικές διαιρέσεις , δίνεται στα τελομερή η δυνατότητα να αποκαθίστανται πλήρως σε μήκος και το κύτταρο μπορεί να παραμένει έτσι βιολογικά ενεργό για πάντα.
Έχουν μελετηθεί μονοκύτταροι οργανισμοί με περίσσεια τελομεράσης που τους κάνει αθάνατους σε ευνοϊκές συνθήκες περιβάλλοντος. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι ένα είδος άλγης η tetrahymena thermophila . Στους σύνθετους πολυκύτταρους οργανισμούς όπως ο άνθρωπος, η περίσσεια τελομεράσης δεν συνδέεται άμεσα με την αθανασία του οργανισμού. Αντίθετα την περίσσεια της τελομεράσης την χρησιμοποιουν τα καρκινικά κύτταρα ώστε να αναπαράγονται επ΄ άπειρον σε βάρος του οργανισμού.

Μελέτες έχουν αποδείξει ότι κάτω από μακρές περιόδους τοξικού στρες, μετά από παρατεταμένες δίαιτες αδυνατίσματος και κάπνισμα, παρατηρείται επιτάχυνση της γήρανσης σε κυτταρικό επίπεδο που μετράται ως αποτέλεσμα φθοράς στα τελομερή καθώς η δράση της τελομεράσης εμφανίζεται κατά 50% μειωμένη. Το μειωμένο μήκος τελομερών στα υγιή κύτταρα έχει σχετιστεί με ασθένειες όπως ο καρκίνος , τα καρδιακά νοσήματα, ο διαβήτης η αρτηριοσκλήρωση, η πνευμονική ίνωση, η παχυσαρκία, χωρίς να αποδίδεται απ’ευθείας σχέση πρόκλησης αυτών των ασθενειών με το μήκος των τελομερών. Επίσης μια έρευνα σε διεθνές επίπεδο απέδειξε ότι υπάρχει στενή σχέση ανάμεσα  στις ψυχικά δύσκολες συνθήκες της παιδικής ηλικίας και στο μήκος των τελομερών (πρόωρη σμίκρυνση των τελομερών). Ανακαλύφθηκε ακόμα ότι οι φτωχοί έχουν κοντύτερα τελομερή από τους πλούσιους.
Η τελομεράση όπως αποδέιχτηκε δεν είναι , ένα συνηθισμένο πρωτεϊνικό ένζυμο. Είναι μια ριβονουκλεοπρωτεΐνη που έχει δικό της RNA.
Η τεχνητή ενεργοποίησή της στα φυσιολογικά κύτταρα καθιστά αυτά πρακτικά “αθάνατα” .
Η εταιρεία GERON κλωνοποιήσε το 1994 το γονίδιο της ανθρώπινης τελομεράσης και το 1995 δημοσίευσε τα πρώτα στοιχεία που έδειχναν ότι η αναστολή της λειτουργίας της τλομεράσης οδηγεί στον θάνατο των καρκινικών κυττάρων. Σήμερα διαθέτει ήδη το πιο συζητημένο φάρμακο στον κόσμο: το μικρό μόριο TA-65 που ενεργοποιεί το γονίδιο της τελομεράσης και χρησιμοποιείται ήδη για τη καταπολέμηση του γήρατος. Το μόριο αυτό βρίσκεται σε μικρές ποσότητες στις ρίζες του βοτάνου Astragalus που ευδοκιμεί στη Κίνα, όπου χρησιμοποιείται παραδοσιακά σε ιατρικές εφαρμογές .

Παρ’όλα αυτά μια μελέτη της Blackburn δείχνει ότι ο υγιεινός τρόπος ζωής αυξάνει με φυσικό τρόπο τα επίπεδα της τελομεράσης και επιδρά ευεργετικά στον έλεγχο της γήρανσης . Βελτιωμένη διατροφή, μέτρια άσκηση, μείωση καθημερινού στρες παρουσιάζουν 29% υψηλότερα επίπεδα τελομεράσης .

Σήμερα, οι ερευνητές σ’ όλο το κόσμο συνεχίζουν την περαιτέρω διερεύνηση ώστε να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα . Ενδεχόμενη “δικαίωση’ της τελομεράσης θα σημαίνει την αρχή μιας νέας εποχής για την επιστήμη αλλά και τον ίδιο τον άνθρωπο .