Χειμερία νάρκη: Αντιστρέφει τις νευροεκφυλιστικές νόσους;

Τα ζώα που πέφτουν σε χειμερία νάρκη αποτελούν ένα βιολογικό θαύμα. Μπορούν να περάσουν μήνες χωρίς φαγητό ή νερό, με τη θερμοκρασία του σώματός τους να πέφτει κοντά στο μηδέν και τη δραστηριότητα του εγκεφάλου και του μεταβολισμού τους να μειώνεται στο ελάχιστο. Κι όμως, όταν ξυπνούν, ανακάμπτουν πλήρως από καταστάσεις που, σε ανθρώπους, συνδέονται με χρόνιες ασθένειες όπως ο διαβήτης τύπου 2, η νόσος Αλτσχάιμερ και το εγκεφαλικό.

Δύο νέες μελέτες, δημοσιευμένες στο περιοδικό Science, αποκαλύπτουν ότι οι γενετικοί μηχανισμοί που επιτρέπουν αυτή την ανθεκτικότητα μπορεί να υπάρχουν και στον ανθρώπινο οργανισμό. Οι ερευνητές θεωρούν πως η κατανόηση αυτών των “διακοπτών” στο DNA μπορεί να οδηγήσει σε επαναστατικές θεραπείες για τον διαβήτη και τις νευροεκφυλιστικές νόσους.

Ο ρόλος του γονιδιώματος στον μεταβολισμό και την παχυσαρκία

Ένα συγκεκριμένο σύμπλεγμα γονιδίων, γνωστό ως FTO locus (Fat Mass and Obesity), παίζει καθοριστικό ρόλο στην ικανότητα των ζώων να μπαίνουν σε χειμερία νάρκη. Το εντυπωσιακό είναι πως αυτό το γονιδιακό σύμπλεγμα υπάρχει και στους ανθρώπους.

Ο καθηγητής Chris Gregg από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα εξηγεί ότι το FTO locus αποτελεί τον ισχυρότερο γενετικό δείκτη για την ανθρώπινη παχυσαρκία. Ωστόσο, στα ζώα που νάρκονται, τα ίδια αυτά γονίδια λειτουργούν διαφορετικά, επιτρέποντάς τους να αποθηκεύουν λίπος πριν τον χειμώνα και να το χρησιμοποιούν σταδιακά κατά τη διάρκεια της νάρκης.

Οι ερευνητές εντόπισαν ειδικές περιοχές στο DNA που ρυθμίζουν την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση των γειτονικών γονιδίων, επιτρέποντας την ακριβή “ενορχήστρωση” του μεταβολισμού. Όταν άλλαξαν αυτές τις περιοχές σε ποντίκια, παρατήρησαν σημαντικές αλλαγές στο βάρος και στον ρυθμό του μεταβολισμού τους.

Περισσότερα από απλά γονίδια

Οι περιοχές που μελετήθηκαν δεν είναι ίδιες με τα παραδοσιακά γονίδια. Αντίθετα, πρόκειται για ρυθμιστικά στοιχεία του DNA που ελέγχουν τον τρόπο έκφρασης άλλων γονιδίων. Η επιστήμονας Susan Steinwand επισημαίνει: “Αλλάζοντας ένα μικρό, φαινομενικά ασήμαντο κομμάτι του DNA, μπορείς να επηρεάσεις τη δραστηριότητα εκατοντάδων γονιδίων.” Αυτό δείχνει πως το ανθρώπινο γονιδίωμα μπορεί να διαθέτει τη δυνατότητα για παρόμοιες ρυθμιστικές ευελιξίες—αν καταφέρουμε να ξεκλειδώσουμε τους σωστούς διακόπτες.

Γενετική αποκρυπτογράφηση της χειμερίας νάρκης

Για να εντοπίσουν ποιες περιοχές του DNA σχετίζονται με την ικανότητα της χειμερίας νάρκης, οι ερευνητές συνέκριναν τα γονιδιώματα πολλών θηλαστικών. Αναζήτησαν περιοχές που παραμένουν σταθερές για εκατομμύρια χρόνια αλλά έχουν μεταβληθεί πρόσφατα σε είδη που ναρκούνται, όπως η αρκούδα και ο σκαντζόχοιρος. Συνδύασαν αυτή την πληροφορία με μελέτες σε ποντίκια που είχαν υποστεί νηστεία (παρόμοια με τη βιοχημική κατάσταση της νάρκης), και εντόπισαν γονίδια-κόμβους, τα οποία λειτουργούν ως ρυθμιστές του μεταβολισμού. Οι αλλαγές στο DNA των ζώων που ναρκούνται φαίνεται να επηρεάζουν κυρίως αυτά τα κεντρικά γονίδια.

Η αφύπνιση της ανθρώπινης δυνατότητας

Τα περισσότερα από τα ευρήματα δείχνουν ότι τα ζώα που ναρκούνται δεν αποκτούν νέες λειτουργίες στο DNA τους—αντίθετα, φαίνεται να “απελευθερώνονται” από περιορισμούς που έχουν τα υπόλοιπα είδη. Με άλλα λόγια, ενώ ο ανθρώπινος μεταβολισμός είναι ρυθμισμένος να λειτουργεί σε ένα στενό εύρος, τα ζώα σε νάρκη μπορούν να προσαρμόζουν δραστικά τον ρυθμό ενεργειακής κατανάλωσης. Αυτό ανοίγει τον δρόμο για μελλοντικές θεραπείες που θα μπορούσαν να βοηθήσουν ανθρώπους να αντιμετωπίσουν χρόνιες ασθένειες όπως:

• Νευροεκφυλιστικές νόσοι (Αλτσχάιμερ, Πάρκινσον)

• Διαβήτης τύπου 2

• Μεταβολικό σύνδρομο

• Παχυσαρκία

Ο Gregg καταλήγει: “Ίσως ήδη διαθέτουμε στο DNA μας τις πληροφορίες για να αντιστρέψουμε σοβαρές ασθένειες. Το μόνο που μένει είναι να μάθουμε πώς να ενεργοποιούμε τους σωστούς γενετικούς διακόπτες—όπως κάνουν τα ζώα που ναρκούνται.”