Ny viden gør os klogere på cellernes ældning og sundhed

Skrevet af: Fra Kræftens bekæmpelse - Af Mette Vinter Weber
Dato: 12. april 2018

Ny viden gør os klogere på cellernes ældning og sundhed

I takt med at vi bliver ældre, svækkes kroppen, og risikoen for kræft og en række andre sygdomme stiger. Nu er forskere fra Kræftens Bekæmpelse kommet et skridt nærmere en forklaring på, hvorfor vores celler ældes.

For fire år siden flyttede en flok mus ind i laboratorierne i Kræftens Bekæmpelses Center for Kræftforskning.

Musene kom sammen med en gruppe forskere fra Italien, ledet af Giuseppe Filomeni, som gennem de foregående fire år havde studeret enzymet GSNOR og dets rolle i udviklingen af kræft. Og her var musene uundværlige. De var nemlig genetisk ændret, så de manglede enzymet GSNOR for at forskerne kunne studere, hvad det betød for musenes udvikling og sundhed.

– Vi fandt ud af, at selv unge mus, der manglede GSNOR havde en række fysiske skavanker og defekter, som ellers er forbundet med gamle mus: De havde svækket muskelstyrke, særlige kemiske ændringer i hjernen relateret til demens, nervelidelser som er typiske for ældre dyr, et dårligere immunforsvar og en højere risiko for at udvikle kræft, siger Giuseppe Filomeni.

De følgende år brugte forskerne på at undersøge GSNORs virkning nærmere, blandt andet gennem forsøg med celler i laboratoriet. Her så de blandt andet, at efterhånden som cellerne ældedes, faldt mængden af GSNOR. Hvis man derimod ændrede cellernes gener, så de havde højere mængder af GSNOR, blev ældningen forsinket.

Forskerne undersøgte også vævsprøver fra en række normale dyr i forskellige aldre. Og også her aftog mængden af GSNOR med alderen. Det tydede altså på, at GSNOR gradvist blev slukket med alderen og på den måde repræsenterede en molekylær signatur ved ældning.

Konklusionerne fra de mange års arbejde er netop offentliggjort i det anerkendte videnskabelige tidsskrift PNAS. Og foruden den nye viden, som kobler GSNOR til aldring og den øgede risiko for sygdomme, forklarer forskerne også for første gang den molekylære mekanisme, som ligger bag ændringerne i GSNOR.

Mister GSNOR med alderen
Foruden forsøgene på mus og celler undersøgte forskerne, sammen med en række internationale kolleger, niveauerne af GSNOR hos mennesker i forskellig aldre: Unge, ældre og så en gruppe af over hundrede år gamle, raske mennesker. Også her var der forskel på mængderne af GSNOR. De unge havde højt niveau af enzymet, ældre et lavt niveau – og de, der levede længe nok til at blive over hundrede år, havde niveauer der var lige så høje som hos de unge.

– Vi kan ikke konkludere noget endeligt ud fra disse resultater. Men de understøtter vores fund fra mus og celler, nemlig at mængden af GSNOR er forbundet med processer, der giver sig udtryk i kendetegn som vi ser ved forskellige aldre. De tyder tilsammen på, at GSNOR spiller en rolle i at holde celler unge og raske, siger post doc Salvatore Rizza, der har arbejdet sammen med Giuseppe Filomeni om den nye forskning.

Gener tændes og slukkes
Den nye forskning viser, at ændringerne i mængderne af GSNOR er et resultat af såkaldt epigenetiske ændringer. Det er en naturlig proces, hvor funktionen af vores gener ændres ved, at kemiske grupper enten bliver sat på eller taget af. Om grupperne er på eller ej, har betydning for, om generne er aktive eller slukkede, og det er en serie af epigenetiske ændringer, som fører til en ændret mængde af GSNOR.

– Man ved fra tidligere forskning, at vores gener ændrer sig med alderen via epigenetiske ændringer. Og nu har vi altså vist at en af måderne, hvorved epigenetik er koblet til ældning er via genet GSNOR, siger Giuseppe Filomeni.

Enzymet vedligeholder cellernes energifabrikker
I den nye artikel viser forskerne også, hvordan GSNOR har betydning for cellernes ældning og sundhed. Svaret skal findes i cellernes indre, nærmere bestemt i mitochondrierne, der er cellernes energifabrikker. Her omdannes energi fra næringsstoffer i maden, så cellerne kan bruge den til en række livsvigtige kemiske processer. Og i den omdannelse er forbruget af ilt uundværligt.

Men procesen i mitochondrierne fører også til dannelsen af frie radikaler. Det er blandt andet iltmolekyler, der er kemisk ændret så de er ustabile og i stand til at reagere med andre molekyler. Og hvis det sker, kan det blandt andet give skader på DNAet, som kan føre til kræft.

GSNOR bidrog til at vedligeholde mitochondrierne, og den nye forskning viste, at i celler, der havde lave mængder af GSNOR, skete der to ting: For det første var cellerne dårligere til vedligeholde mitochondrierne og holde dem hele og raske. For det andet var cellerne dårligere til at skaffe sig af med de gamle og skadede mitochondrier. Resultatet var en ophobning af skadede mitochondrier, der dannede forhøjede mængde af frie radikaler, som kunne skade cellerne og føre til eksempelvis kræft.

Arbejdet fortsætter
Forskerne fortsætter nu deres arbejde med at undersøge effekten af GSNOR og blive klogere på de mange andre faktorer, der spiller sammen med GSNOR.

Et af forskernes mål er at finde ud af, hvordan man kan modarbejde den proces, som lave mængder af GSNOR fører til, blandt andet ved at øge mængden af GSNOR i cellerne. En af måderne kunne være gennem genmodifikation, men der er flere muligheder.

Og selv om det kan være fristende at tro, at forskerne er på vej til at finde kilden til evig ungdom eller et evigt liv, er det ikke det, de nye resultater betyder. Men måske kan den nye viden i fremtiden bruges til at forebygge sygdomme:

– Fordi man kender GSNOR enzymets kemiske struktur, kan man måske i fremtiden udvikle kemiske stoffer, der efterligner GSNORs funktion i cellerne og på den måde kompensere for de lavere mængder. En anden mulighed kan være et stof, der øger mængden af det naturlige GSNOR enzym. Dette vil i første omgang være interessant i forskningssammenhæng, men på længere sigt kan måske bruges til at forebygge sygdom så som kræft, siger Giuseppe Filomeni.

..selv unge mus, der manglede GSNOR havde en række fysiske skavanker og defekter, som ellers er forbundet med gamle mus: De havde svækket muskelstyrke, særlige kemiske ændringer i hjernen relateret til demens, nervelidelser som er typiske for ældre dyr, et dårligere immunforsvar og en højere risiko for at udvikle kræf