Amerikaanse onderzoekers van het Houston Methodist Hospital zijn erin geslaagd een nieuwe methode te vinden om een ernstige genetische ziekte te stoppen - Progeria, die wordt gekenmerkt door vroegtijdige snelle veroudering van het lichaam. Zoals werd vastgesteld, kan hypothetisch de toestand van patiënten worden verbeterd door stoffen te gebruiken die gericht zijn op telomeren (gebieden van chromosomen die korter worden met de leeftijd) en niet op het defecte gen.
Progeria is een zeer zeldzame ziekte. Er is een kindervorm (het Hutchinsaw-Guildford-syndroom genoemd) en een volwassen vorm (het Werner-syndroom). Een onderzoek door onderzoekers in Nederland suggereert dat de ziekte ongeveer één kind op vier miljoen mensen treft. In totaal zijn er in de wereld ongeveer 140 gevallen geregistreerd, maar tegelijkertijd zijn wetenschappers ervan overtuigd dat dit verre van een volledig beeld is en dat er minstens twee keer zoveel gevallen zijn. Kinderen die aan Progeria lijden, worden in de regel niet volwassen.
Er zijn echter uitzonderingen. Dus in het bijzonder de muzikant en kunstenaar uit Zuid-Afrika Leon Botha stierf op 26-jarige leeftijd. Hij had een vrij actieve levensstijl, was bezig met dj'en, speelde in muziekvideo's en organiseerde ook kunsttentoonstellingen. Daarnaast werkte hij samen met de hiphopgroep Die Antwoord. Op 20-jarige leeftijd onderging hij een succesvolle hartoperatie. Deze operatie was profylactisch en werd uitgevoerd om aanvallen van atherosclerose te voorkomen. Ongeveer een jaar voor zijn dood kreeg Botha een beroerte, waarna zijn gezondheid aanzienlijk achteruitging.
Volgens wetenschappers is de belangrijkste oorzaak van de kindervorm van Progeria een willekeurige mutatie in het LMNA-gen, dat verantwoordelijk is voor de synthese van het eiwit prelamine A, dat betrokken is bij de vorming van de lamina - het binnenmembraan van de celkern. Dit membraan is van groot belang bij het proces van DNA-kopiëren en celdeling. Bovendien biedt deze envelop het gehalte aan stoffen dat nodig is om beschadigd DNA te herstellen. In het geval dat het LMNA-gen defect is, wordt een beschadigd analoog van prelamine A, progerine, gevormd, dat geen deel kan uitmaken van het kernmembraan. Uiteindelijk wordt de schaal verzwakt en kan deze niet langer voldoende structurele ondersteuning bieden aan de kern. De cellen verliezen dus hun vermogen om normaal te delen.
Dit heeft een negatief effect op het hele lichaam van het kind, systemische stoornissen manifesteren zich vanaf de geboorte, maar desondanks kan de ziekte pas na enkele jaren worden vastgesteld. Het haar van het kind begint uit te vallen, het gezicht krijgt specifieke kenmerken (kleine kaak, spitse neus, grote ogen), de huid wordt dunner, er treedt spieratrofie op, schade aan inwendige organen en bloedvaten. Al deze veranderingen zijn het resultaat van snelle moleculaire veranderingen die worden veroorzaakt door mutaties in een enkel gen. Een patiënt die aan progeria lijdt, overlijdt aan nierfalen of complicaties van atherosclerose.
Onderzoekers hebben echter geen haast om progeria gelijk te stellen aan veroudering. Sommige seniele ziekten zijn niet typisch voor mensen met het Hutchinson-Guildford-syndroom. In de regel lijden dergelijke patiënten niet aan dementie, worden ze niet vatbaarder voor artrose of kanker. Tegelijkertijd lijken bepaalde pathologische veranderingen, zelfs die op moleculair niveau, sterk op die in het lichaam van ouderen. In het geval van progeria wordt telomeerverkorting waargenomen (dit zijn de uiteinden van chromosomen die verantwoordelijk zijn voor het beschermen van genen tegen schade veroorzaakt door terminale onderreplicatie).
Terminale onderreplicatie komt veel voor tijdens het kopiëren van DNA. Het enzym DNA-polymerase kan vanaf het allereerste begin geen kopie van DNA synthetiseren. De nieuwe chromosomen zijn dus iets korter dan hun voorgangers. Voor cellen kan dit een echte ramp zijn, maar alleen als belangrijke delen van de genen verloren gaan. Volgens wetenschappers hebben chromosomen echter speciale "caps" - telomeren, die geen belangrijke informatie bevatten. Bij het vervangen van de ene generatie cellen door een andere, worden telomeren geleidelijk verkort. Het is vrij duidelijk dat dit proces niet oneindig kan doorgaan. Telomeren worden op een gegeven moment te kort, waardoor ze belangrijk DNA niet langer kunnen beschermen tegen beschadiging.
Telomeerlengte maakt een bepaald maximum aantal celdelingen mogelijk, wat gewoonlijk de Hayflick-limiet wordt genoemd. Voor cellen van het menselijk lichaam is deze limiet 52. Naarmate de cellen deze limiet naderen, krijgen ze tekenen van veroudering en gaan ze dood. Cellen met een actief telomerase-enzym, telomeren kunnen zich verlengen, waardoor ze theoretisch onsterfelijk worden (kankercellen kunnen als voorbeeld worden genoemd). Tegelijkertijd is de relatie tussen veroudering van het lichaam als geheel en telomeerverkorting nog onduidelijk. Sommige onderzoeken hebben aangetoond dat levensverwachting en telomeerlengte niet gerelateerd zijn. Maar in een wetenschappelijk onderzoek door specialisten van het Spaanse Nationale Kankerinstituut werd bewezen dat na injecties van het telomerase-gen bij muizen de levensverwachting met 13 procent toenam.
Promotie video:
De lengte van telomeren heeft dus nog steeds een duidelijk verband met de algemene veroudering van het organisme. Maar deze verbinding is niet direct. Dat blijkt ook uit de resultaten van onderzoeken door wetenschappers uit de Verenigde Staten. Ze ontdekten dat de toestand van cellen met een gemuteerd LMNA-gen kan worden verbeterd met telomerase. Wetenschappers kwamen tot vergelijkbare conclusies nadat ze het materiaal dat verantwoordelijk is voor de synthese van polymerase in cellen hadden geplaatst die waren geïsoleerd van zieke kinderen. Deze terraria was effectiever dan eerder uitgevoerd. Verschillende markers van celveroudering werden minder duidelijk, met name het aantal inflammatoire eiwitten nam af. Bovendien zijn sommige markeringen volledig verdwenen.
Zoals opgemerkt door de onderzoekers, kunnen er de komende jaren studies plaatsvinden met menselijke deelname. De therapiemethoden die op dit moment bestaan, zijn niet effectief en kunnen het leven van mensen die aan progeria lijden met slechts een paar jaar verlengen.
