Starzenie się komórek i choroby związane z wiekiem

Edward Bullmore w swojej książce bada silny związek między zapaleniem a chorobami psychicznymi: Zaogniony umysł. W książce omówiono kilka kluczowych punktów, w tym rolę układu odpornościowego w wywoływaniu stanu zapalnego, wpływ stres na poziom stanu zapalnego oraz potencjalne zastosowanie leków przeciwzapalnych w leczeniu zaburzeń zdrowia psychicznego. Książka sugeruje, że celowanie w stan zapalny może prowadzić do opracowania nowych metod leczenia chorób psychicznych, takich jak depresja ^[1].

Ponad 60 lat temu Leonard Hayflick zaobserwował, że komórki pierwotne, które uległy różnicowaniu, mają ograniczony potencjał proliferacji w naczyniach hodowlanych. Zjawisko to nazwano tzw Limit Hayflicka. Główną przyczyną tego ograniczenia jest brak enzymu zdolnego do naprawy skrócenia telomerów, odcinka DNA. Telomery znajdują się na końcu każdego z nich chromosomi skracają się z każdą rundą podziału komórki. Istnieje próg długości telomerów, a po przekroczeniu tego progu podział komórek zostaje uniemożliwiony. Późniejsze badania wykazały, że zjawisko to nie polega po prostu na hamowaniu podziału komórek. Komórki te wykazują unikalny fenotyp wydzielniczy związany ze starzeniem się (SASP), zmieniony metabolizm i upośledzone funkcje. Termin starzenie się komórkowe ukuto w celu opisania komórek, które przestały się dzielić i weszły w określoną fazę wydzielniczą.

W fazie wydzielniczej starzejące się komórki uwalniają różne czynniki, z których głównymi są czynniki prozapalne. Podstawową fizjologiczną funkcją SASP jest przyciąganie komórek odpornościowych, które usuwają starzejące się komórki. Jednak długotrwałe uwalnianie tych czynników może prowadzić do różnych stanów patologicznych.

Starzenie się to mechanizm zapobiegający namnażaniu się komórek, gdy są one narażone na uszkodzenie DNA, aktywację onkogenów, stres oksydacyjny, stresory metaboliczne lub infekcje patogenne. Większość tych stresów predysponuje komórki do raka. Dlatego starzenie się jest przede wszystkim procesem fizjologicznym, który zapobiega powstawaniu nowotworów. Jeśli jednak starzejące się komórki nie zostaną wyeliminowane i z czasem będą się gromadzić, ten zdrowy mechanizm może stać się chorobotwórczy. Nagromadzenie starzejących się komórek obserwuje się w chorobach metabolicznych, takich jak otyłość, oraz podczas procesu starzenia. Przewlekłą akumulację starzejących się komórek powiązano z problemami związanymi z wiekiem, takimi jak cukrzyca, choroby układu krążenia, zaburzenia neurologiczne i psychiczne oraz nowotwory ^[2].

Przedłużający się SASP jest głównym podejrzanym o szkodliwe skutki skumulowanego starzenia się. Nagromadzenie starzejących się komórek może być spowodowane upośledzeniem funkcji immunologicznych i niedoborem usuwania starzejących się komórek. Ponadto starzenie się komórek odpornościowych może potencjalnie wpływać na zdolność układu odpornościowego do niezależnego eliminowania starzejących się komórek. Interesujące jest to, że starzejące się komórki, podobnie jak komórki zombie, mogą przenosić swoje cechy na normalne komórki za pośrednictwem SASP. Wzrost liczby starzejących się komórek może wywołać starzenie się komórek odpornościowych i odwrotnie. Nie wiadomo, czy najpierw następuje starzenie się immunologiczne, czy też starzenie się komórek nieimmunologicznych.

Starzenie się tkanek obwodowych może wpływać na ośrodkowy system nerwowy poprzez wydzielanie SASP, który może przekroczyć barierę krew-mózg. Przewlekłe starzenie się komórek mózgowych, w tym neuronów, astrocytów, mikrogleju, oligodendrocytów i innych komórek zrębowych, może mieć szkodliwy wpływ. Możliwe jest, że zapalenie obwodowe, które ma wpływ poznawanie i mózg, jak omówiono w Zaogniony umysł jest spowodowane przez składniki SASP, które przedostały się do OUN.

Wykazano, że stan zapalny odgrywa rolę w depresji, szczególnie u osób starszych. Podczas gdy zapalenie jest naturalną reakcją organizmu na uraz lub infekcję, przewlekłe zapalenie może prowadzić do: szereg problemów psychicznych, w tym depresja i zmęczenie, a także choroby obwodowe niezakaźne choroby. Badania sugerują, że stan zapalny może wpływać na mózg i zakłócać produkcję neuroprzekaźników, prowadząc do objawów depresji.

W niedawnym badaniu zbadano korelację między depresją w późnym wieku a markerami starzenia molekularnego. Według badania u osób cierpiących na depresję w późniejszym życiu wykazano podwyższony poziom tych markerów, co może przyspieszyć starzenie się komórek i wyrządzić szkody. W badaniu zidentyfikowano także specyficzne cechy kliniczne i wyniki leczenia powiązane z tymi wskaźnikami starzenia. Badanie to podkreśla znaczenie zrozumienia szlaków molekularnych, które przyczyniają się do depresji w późnym wieku. Takie zrozumienie ma kluczowe znaczenie dla opracowania bardziej precyzyjnych i skutecznych metod leczenia ^[3].

Ukierunkowanie na starzenie się może być korzystną strategią w leczeniu problemów poznawczych, szczególnie u osób starszych, ponieważ może mieć pozytywny wpływ zarówno na nastrój, jak i zdolności poznawcze. Leki senoterapeutyczne to nowa klasa leków, których celem jest eliminacja lub hamowanie tych komórek. Rozwój leków senoterapeutycznych i ich przełożenie z badań laboratoryjnych na badania kliniczne to gorący temat w ostatnich badaniach. Potencjalne zalety tych leków obejmują leczenie wielu schorzeń związanych z wiekiem i przedłużenie zdrowego życia. Starzejące się komórki są odporne na fizjologiczne sygnały śmierci i odpowiedzi immunologiczne. Dazatynib, kwercetyna, fisetin i navitoclaks to leki, które specyficznie zabijają starzejące się komórki i są uznawane za leki senolityczne. Z drugiej strony leki senomorficzne hamują wytwarzanie SASP i późniejsze zapalenie. Wydaje się zatem, że leki senoterapeutyczne mogą korzystnie wpływać na zaburzenia zdrowia psychicznego, zwłaszcza u osób starszych ^[4].

Ostatnie odkrycia sugerują związek między starzeniem się a chorobami psychicznymi związanymi z wiekiem, takimi jak depresja, Lęki Alzheimera. Badania te sugerują, że obecne podejście do leczenia chorób psychicznych nadmiernie koncentruje się na mózgu, zaniedbując kluczową rolę starzenia się komórek, odpowiedzi immunologicznej i stanu zapalnego. Należy podkreślić potrzebę bardziej kompleksowego podejścia do leczenia chorób psychicznych. Nowe odkrycia sugerują, że starzenie się i ogólnoustrojowy stan zapalny należy uznać za kluczowe elementy w opracowywaniu innowacyjnych terapii, takich jak leki senoterapeutyczne.