Πολλοί άνθρωποι παρατηρούν μια γνωστή αλλαγή καθώς γερνούν: η μέση σταδιακά διευρύνεται, ακόμη και όταν το συνολικό σωματικό βάρος δεν αλλάζει δραματικά. Αυτή η αύξηση του λίπους στην κοιλιά είναι κάτι περισσότερο από μια αισθητική ανησυχία. Το υπερβολικό λίπος στην κοιλιά έχει συνδεθεί με πιο αργό μεταβολισμό, επιτάχυνση της γήρανσης, διαβήτη τύπου 2, καρδιακές παθήσεις και άλλα χρόνια προβλήματα υγείας.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι η σύσταση του σώματος αλλάζει με την ηλικία, αλλά το γιατί ακριβώς συσσωρεύεται λίπος γύρω από τη μέση παραμένει ασαφές.
Τώρα, οι ερευνητές του City of Hope έχουν εντοπίσει αυτό που μπορεί να είναι ένας βασικός βιολογικός οδηγός του λίπους στην κοιλιά που σχετίζεται με την ηλικία. Τα ευρήματά τους δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό επιστήμηυποδεικνύουν ένα πρόσφατα εντοπισμένο βλαστοκύτταρο που εμφανίζεται κατά τη γήρανση και μπορεί να βοηθήσει στην τροφοδοσία της παραγωγής νέων λιποκυττάρων. Η ανακάλυψη θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε νέες στρατηγικές για τη μείωση του λίπους στην κοιλιά και την προώθηση της υγιούς γήρανσης.
«Οι άνθρωποι συχνά χάνουν μύες και κερδίζουν σωματικό λίπος καθώς γερνούν – ακόμα και όταν το σωματικό τους βάρος παραμένει το ίδιο», είπε ο Kyung (Annabel) Wang, PhD, συν-συγγραφέας της μελέτης και αναπληρωτής καθηγητής μοριακής και κυτταρικής ενδοκρινολογίας στο City of Hope, Κέντρο Ερευνών Διαβήτη για Έρευνα Διαβήτη. «Ανακαλύψαμε ότι η γήρανση πυροδοτεί την άφιξη ενός νέου τύπου ενήλικων βλαστοκυττάρων και αυξάνει τη μαζική παραγωγή νέων λιποκυττάρων από το σώμα, ιδιαίτερα γύρω από την κοιλιά».
Κοιτάζοντας έξω από τα διευρυμένα λιποκύτταρα
Η ερευνητική ομάδα συνεργάστηκε με επιστήμονες στο UCLA και διεξήγαγε μια σειρά πειραμάτων σε ποντίκια που αργότερα υποστηρίχθηκαν από μελέτες σε ανθρώπινα κύτταρα.
Η έρευνά τους επικεντρώθηκε στον λευκό λιπώδη ιστό (WAT), τον πρωταρχικό ιστό αποθήκευσης λίπους του σώματος. Ο λευκός λιπώδης ιστός είναι υπεύθυνος για την υπερβολική αποθήκευση ενέργειας και συμβάλλει σημαντικά στην αύξηση βάρους και στη συσσώρευση λίπους στην κοιλιά.
Οι επιστήμονες γνώριζαν εδώ και καιρό ότι τα υπάρχοντα λιποκύτταρα μπορούν να μεγαλώνουν όσο μεγαλώνουν οι άνθρωποι. Ωστόσο, οι ερευνητές υποψιάστηκαν ότι μια άλλη διαδικασία μπορεί επίσης να συμβάλλει στην επέκταση της μέσης: η δημιουργία εντελώς νέων λιποκυττάρων.
Αν αληθεύει, αυτό σημαίνει ότι ο γηρασμένος λιπώδης ιστός μπορεί να αναπτυχθεί όχι μόνο διευρύνοντας τα υπάρχοντα κύτταρα, αλλά προσθέτοντας συνεχώς νέα.
Για να δοκιμάσει αυτή την ιδέα, η ομάδα μελέτησε προγονικά κύτταρα λιποκυττάρων (APCs), έναν τύπο βλαστοκυττάρων που βρίσκεται στον λιπώδη ιστό. Αυτά τα κύτταρα λειτουργούν ως πρόδρομοι που μπορούν να γίνουν πλήρως ανεπτυγμένα λιποκύτταρα.
Τα παλαιότερα βλαστοκύτταρα παράγουν περισσότερο λίπος
Οι ερευνητές μεταμόσχευσαν APC τόσο από νεαρά όσο και από ηλικιωμένα ποντίκια σε μια ξεχωριστή ομάδα νεαρών ποντικών.
Τα αποτελέσματα ήταν ενδιαφέροντα. Τα APC που ελήφθησαν από ηλικιωμένα ζώα παρήγαγαν μεγάλες ποσότητες νέων λιποκυττάρων.
Η αντίστροφη δοκιμή έδωσε ένα πολύ διαφορετικό αποτέλεσμα. Όταν τα APC από νεαρά ποντίκια μεταμοσχεύθηκαν σε μεγαλύτερα ποντίκια, δημιούργησαν σχετικά λίγα νέα λιποκύτταρα.
Αυτό υποδηλώνει ότι η ικανότητα επιθετικής παραγωγής λίπους αναπτύσσεται σε παλαιότερα APC και δεν εξαρτάται από την ηλικία του ζώου που τα λαμβάνει.
Για να κατανοήσουν τι συνέβαινε σε μοριακό επίπεδο, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την αλληλουχία RNA μονοκυττάρου, μια τεχνική που επιτρέπει στους επιστήμονες να εξετάσουν τη γονιδιακή δραστηριότητα σε μεμονωμένα κύτταρα.
Η ανάλυση αποκάλυψε ότι τα APC ήταν σχετικά ήρεμα σε νεαρά ποντίκια. Στα μεσήλικα ποντίκια, ωστόσο, αυτά τα κύτταρα γίνονται πολύ ενεργά και αρχίζουν να παράγουν μεγάλο αριθμό νέων λιποκυττάρων.
“Ενώ η πολλαπλασιαστική ικανότητα των περισσότερων βλαστοκυττάρων ενηλίκων μειώνεται με την ηλικία, το αντίθετο ισχύει για τα APCs – η γήρανση ξεκλειδώνει τη δύναμη αυτών των κυττάρων να αναπτύσσονται και να πολλαπλασιάζονται”, δήλωσε ο Adolfo Garcia-Ocaña, PhD, Ruth B. and Robert K. Lanman, Πρόεδρος Gene Regulation and Drug Discovery Endology Research and Chair of the End City Research. “Αυτή είναι η πρώτη απόδειξη ότι το στομάχι μας διαστέλλεται με την ηλικία λόγω της υψηλότερης παραγωγής νέων λιποκυττάρων από APC.”
Μια νέα ανακάλυψη βλαστοκυττάρων που σχετίζεται με την ηλικία
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η γήρανση κάνει περισσότερα από την απλή ενεργοποίηση των APC.
Καθώς τα ποντίκια φτάνουν στη μέση ηλικία, ορισμένα APC μεταμορφώνονται σε έναν πρόσφατα αναγνωρισμένο πληθυσμό βλαστοκυττάρων που ονομάζεται δεσμευμένα προλιποκύτταρα, ειδικά για την ηλικία (CP-As).
Αυτά τα κύτταρα εμφανίστηκαν ειδικά κατά τη γήρανση και αποδείχθηκαν ιδιαίτερα αποτελεσματικά στη δημιουργία νέων λιποκυττάρων. Τα ευρήματά τους μπορεί να βοηθήσουν στην εξήγηση γιατί τα μεγαλύτερα ποντίκια κέρδισαν περισσότερο λίπος καθώς γερνούσαν.
Οι ερευνητές στη συνέχεια αναζήτησαν τα βιολογικά σήματα που ρυθμίζουν αυτή τη διαδικασία.
Εντόπισαν ένα σημαντικό μονοπάτι σηματοδότησης γνωστό ως υποδοχέας ανασταλτικού παράγοντα λευχαιμίας (LIFR). Τα μονοπάτια σηματοδότησης είναι συστήματα επικοινωνίας που επιτρέπουν στα κύτταρα να λαμβάνουν οδηγίες και να συντονίζουν τη συμπεριφορά τους. Σε αυτή την περίπτωση, το LIFR έπαιξε σημαντικό ρόλο στο να βοηθήσει τα κύτταρα CP-A να πολλαπλασιαστούν και να εξελιχθούν σε λιποκύτταρα.
“Ανακαλύψαμε ότι η διαδικασία δημιουργίας σωματικού λίπους καθοδηγείται από το LIFR. Αν και τα νεαρά ποντίκια δεν χρειάζονται αυτό το σήμα για να κάνουν λίπος, τα μεγαλύτερα ποντίκια το χρειάζονται”, εξήγησε ο Wang. «Η έρευνά μας δείχνει ότι το LIFR παίζει σημαντικό ρόλο στην ενεργοποίηση των CP-As για τη δημιουργία νέων λιποκυττάρων και την επέκταση του κοιλιακού λίπους σε ηλικιωμένα ποντίκια».
Παρόμοια κύτταρα που παράγουν λίπος βρίσκονται στον άνθρωπο
Για να προσδιορίσει εάν τα ευρήματα θα μπορούσαν να ισχύουν πέρα από τα ποντίκια, η ομάδα ανέλυσε δείγματα ανθρώπινου ιστού από ανθρώπους διαφορετικών ηλικιών χρησιμοποιώντας την ίδια μέθοδο προσδιορισμού αλληλουχίας μονοκυττάρου RNA.
Οι ερευνητές αναγνώρισαν κύτταρα παρόμοια με τα πρόσφατα ανακαλυφθέντα CP-As. Αυτά τα κύτταρα βρέθηκαν σε μεγαλύτερο αριθμό σε ιστούς από άτομα μέσης ηλικίας.
Τα ανθρώπινα CP-A έχουν επίσης δείξει ισχυρή ικανότητα να δημιουργούν νέα λιποκύτταρα, μια παρόμοια βιολογική διαδικασία που συμβαίνει στους ανθρώπους.
«Τα αποτελέσματά μας υπογραμμίζουν τη σημασία της ρύθμισης του σχηματισμού νέων λιποκυττάρων για την καταπολέμηση της παχυσαρκίας που σχετίζεται με την ηλικία», είπε ο Wang. «Η κατανόηση του ρόλου των CP-As στις μεταβολικές διαταραχές και πώς αυτά τα κύτταρα εξελίσσονται κατά τη γήρανση μπορεί να οδηγήσει σε νέες ιατρικές λύσεις για τη μείωση του κοιλιακού λίπους και τη βελτίωση της υγείας και της μακροζωίας».
Ένας πιθανός νέος στόχος για την παχυσαρκία που σχετίζεται με την ηλικία
Αν και χρειάζεται περισσότερη έρευνα, η ανακάλυψη προσφέρει στους επιστήμονες έναν πολλά υποσχόμενο νέο στόχο για μελλοντικές θεραπείες.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν τώρα να παρακολουθήσουν τα κύτταρα CP-A σε μελέτες σε ζώα, να διερευνήσουν πώς συμπεριφέρονται αυτά τα κύτταρα στους ανθρώπους και να εξερευνήσουν τρόπους αποκλεισμού ή εξάλειψής τους. Εάν είναι επιτυχείς, τέτοιες προσεγγίσεις θα μπορούσαν ενδεχομένως να βοηθήσουν στην πρόληψη της συσσώρευσης κοιλιακού λίπους που συνήθως συνοδεύει τη γήρανση.
Οι πρώτοι συγγραφείς της μελέτης ήταν ο ερευνητής του City of Hope Guan Wang, Ph.D., και ο ερευνητής του UCLA Guan Li, Ph.D.