Zmarszczki i wypadanie włosów to charakterystyczne cechy starzenia. Co, jeśli można by je było odwrócić ? Zespołowi naukowców z Uniwersytetu Alabama w Birmingham prowadzonym przez Keshav Singh, Ph.D. udało się tego dokonać na mysim modelu.
Kiedy wywoływano mutację prowadzącą do dysfunkcji mitochondrialnej, w ciągu kilku tygodni u myszy pojawiła się pomarszczona skóra oraz rozległe i widoczne wypadanie włosów. Gdy prawidłowa funkcja mitochondriów została przywrócona z powrotem poprzez wyłączenie genu odpowiedzialnego za dysfunkcję mitochondrialną, myszy znowu miały gładką skórę i grube futro, nieodróżnialne od zdrowych osobników w tym samym wieku.
Od lewej mysz z grupy kontrolnej, w środku mysz po dwóch miesiącach podawania doksycykliny, po prawej mysz z odwróconymi skutkami starzenia zewnętrznego. Źrd. zdj. University of Alabama w Birmingham
Mutacja, która jest za to odpowiedzialna, dotyczy genu jądrowego odpowiedzialnego za funkcje mitochondrialne, które stanowią centra energetyczne komórki. Liczne mitochondria w komórkach wytwarzają 90 procent chemicznej energii komórek potrzebnej do przeżycia.
U ludzi obserwuje się spadek funkcji mitochondriów w trakcie starzenia, a dysfunkcja mitochondrialna może wywoływać choroby związane z wiekiem. Utrata DNA w mitochondriach powiązana jest z chorobami takimi jak, chorobą sercowo-naczyniową, cukrzycą, zaburzeniami neurologicznymi i nowotworami.
Mutacja w mysim modelu zapoczątkowana została, antybiotykiem doksycykliną dodawaną do żywności lub wody pitnej. Powoduje zubożenie mitochondrialnego DNA, ponieważ enzym do replikacji DNA staje się nieaktywny.
W ciągu czterech tygodni myszy miały siwe włosy, zmniejszoną gęstość włosów, spowolnione ruchy i letarg, zmiany przypominające naturalne starzenie. Po czym zmiany te zostały odwrócone poprzez wyłączenie mutacji.
Poniższe zdjęcia pokazują różnicę po dwóch miesiącach indukcji procesu starzenia doksycykliną, a tą samą myszą miesiąc później po odwróceniu tego procesu. Niewielkie zmiany zostały zaobserwowane w przypadku pozostałych narządów, co wskazuje na ważniejszą funkcję mitochondriów na skórę niż w przypadku innych tkanek.
Skóra myszy z mutacją wykazała zwiększoną liczbę komórek, nieprawidłowe zgrubienie warstwy zewnętrznej, dysfunkcje w mieszkach włosowych i zwiększone zapalenie, które składały się na patologię skóry. Wykazała również zaburzenie równowagi między enzymami metaloproteinaz macierzy a ich specyficznym tkankowym inhibitorem. Ich równowaga jest niezbędna do utrzymania włókien kolagenowych w skórze, które zapobiegają marszczeniu.
Mitochondria myszy z wywołaną mutacją miały zmniejszoną zawartość mitochondrialnego DNA, zmienioną ekspresję genu mitochondrialnego i niestabilność dużych kompleksów w mitochondriach, które są zaangażowane w fosforylację oksydacyjną.
Odwrócenie mutacji przywróciło funkcję mitochondrialną, jak również cofnęło patologię skóry i włosów. Jest to dowód na to, że mitochondria są odwracalnymi regulatorami starzenia się skóry i utraty włosów, co Singh nazywa „zaskakującym odkryciem”.
Zobacz także: Czy starość kiedyś będziemy leczyć jak chorobę ?