Može li ciljanje ovog enzima usporiti starenje i srodne bolesti?
Istraživanje enzima koji sprečava stanicu da se dijeli moglo bi biti plodno sredstvo za istraživanje načina usporavanja starenja i liječenja bolesti povezanih sa starenjem.
To je zaključak do kojeg su došli istraživači sa Sveučilišta Kobe u Japanu nakon proučavanja enzima D-aminokiselinske oksidaze (DAO) i njegove uloge u stanicama.
DAO metabolizira D-aminokiseline, koje za razliku od njihovih zrcalnih rođaka L-aminokiselina imaju malu prisutnost u biologiji sisavaca.
Iz tog razloga, do nedavne studije, znanstvenici su malo znali o utjecaju DAO-a na tijelo.
Novo otkriće otkriva da u procesu metaboliziranja D-aminokiselina DAO stvara reaktivne vrste kisika (ROS), koje su skupina nestabilnih molekula koje uzrokuju stanični stres.
Stresori poput oštećenja DNA i ROS-a potiču stanice na starenje, nepovratno stanje u kojem se više ne mogu replicirati.
Otkriće otkriva molekularni mehanizam koji je nedostajao u prethodnim studijama koje su povezivale ROS sa staranjem stanica i starenjem.
ROS i starenje stanica
ROS su važni igrači u biologiji starenja i mnogih bolesti koje se povećavaju s godinama, poput Parkinsonove bolesti, Alzheimerove bolesti, dijabetesa i mnogih vrsta karcinoma.
Nedavna studija dodaje rastućem razumijevanju uloge zastarjelih stanica u ovom odnosu.
Ulazak u nepovratno stanje u kojem se više ne može dijeliti i razmnožavati ne mora nužno umanjiti sposobnost stanice za promjenu i utjecaj.
Rana istraživanja sugerirala su da glavni utjecaj starenja stanica na ljudsku biologiju uključuje zaštitu od raka. Zatvorene u zastarjelo stanje, stanice s oštećenom DNA ne mogu se razmnožavati i stvarati tumore.
Od tada, međutim, studije su otkrile da starajuće stanice djeluju u obnavljanju tkiva, zacjeljivanju rana, razvoju embrija i starenju.
Glavni fokus nastavka istraživanja je na raznim stresorima koji mogu potaknuti stanice da uđu u nepovratno stanje.
Uz to, raste sve više znanja o tome kako biološke promjene i bolesti povezane sa starenjem uključuju ROS i starenje.
Udubljujući se u ulogu DAO-a
U prethodnom radu istraživači sa Sveučilišta Kobe otkrili su da starenje pokreće molekulu supresora tumora p53 i da to aktivira gen za DAO.
Međutim, ta "studija nije u potpunosti istražila izravan odnos između DAO i senescencije", napominju.
U svojoj novijoj istrazi, istraživači su nagovorili stanice raka na starenje izlažući ih niskim razinama "antikancerogenog lijeka koji izaziva dvostruke lančane DNA".
Otkrili su, međutim, da je smanjenje aktivnosti DAO, bilo lijekovima, bilo utišavanjem njegovog gena, smanjilo starenje i proizvodnju ROS-a.
U drugom eksperimentu koristili su mutanta DAO koji je zaustavio njegovo ponašanje poput enzima. Ova inačica DAO-a, međutim, nije proizvela ROS niti promovirala starenje.
Tim sugerira da to dokazuje da je sposobnost DAO-a kao enzima za stvaranje ROS-a koja mu omogućuje promicanje starenja u stanicama.
U daljnjim pokusima znanstvenici su otkrili druge putove koji pomažu DAO-u u promicanju starenja izazvanog oštećenjem DNA.
Ključni faktor je transportni gen SLC52A1, koji pomaže u povećanju razine koenzima flavin adenin dinukleotida (FAD).
DAO treba opskrbu FAD-om, a SLC52A1 osigurava je opskrbom povećavajući dostupnost vitamina B-2, sastojka FAD-a.
Istraživači su oprezni u pogledu implikacija svojih otkrića. ROS nisu uvijek negativci: oni također mogu koristiti zdravlju. Na primjer, niske razine ROS-a mogu produljiti životni vijek, a imunološki sustav ih treba za borbu protiv infekcije.
Možda upravo prekomjerna proizvodnja ROS-a uzrokuje probleme i daje savjete o ravnoteži prema staničnom stresu, bolestima i starenju. U tom pogledu, studija identificira ranije nepoznatu ulogu DAO-a.
Istraživači zaključuju:
"Naši rezultati jasno pokazuju novu funkciju DAO-a kao promotora starenja izazvanog oštećenjem DNA, što može pružiti novi uvid u ulogu [D] -aminokiselina u različitim fiziološkim i patološkim procesima, uključujući starenje, rak i starenje."
