Naukowcy coraz częściej starają się lepiej zrozumieć mechanizmy starzenia oraz opracować metody, które mogłyby nie tylko wydłużyć życie, ale także poprawić jego jakość. Zazwyczaj odkrycia dotyczące długowieczności w badaniach na muszkach owocówkach są później testowane na myszach, zanim będą mogły zostać uznane za potencjalnie istotne dla ludzi. Proces ten jednak jest kosztowny i czasochłonny. Buck Institute for Research on Aging postanowił zmienić sposób podejścia do tych badań, wykorzystując nowatorskie technologie, takie jak uczenie maszynowe i biologia systemów.
Innowacyjne podejście do badań nad starzeniem
Zespół badaczy z Buck Institute podjął się analizy ogromnych zbiorów danych pochodzących zarówno od muszek owocówek, jak i ludzi. Kluczowym celem było znalezienie związków między metabolitami – związkami chemicznymi występującymi w metabolizmie – które mają wpływ na długość życia w obu gatunkach. Wyniki, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications, wskazują, że jednym z takich metabolitów jest treonina, która może być obiecującym kandydatem na potencjalne terapie związane z procesami starzenia.
Treonina to niezbędny aminokwas, który pełni wiele istotnych funkcji w organizmie, takich jak wspomaganie produkcji kolagenu i elastyny, udział w procesie krzepnięcia krwi, metabolizmie tłuszczów oraz wzmocnienie układu odpornościowego. Wcześniejsze badania na myszach wykazały, że treonina może chronić przed cukrzycą, co czyni ją jeszcze bardziej interesującym obiektem badań w kontekście zdrowia i długowieczności.
Metoda badań: nowoczesna analiza danych
Jednym z kluczowych elementów tych badań była praca doktora Tylera Hilsabecka, który analizował metabolomiczne dane ze 120 metabolitów w 160 różnych szczepach muszek owocówek, karmionych zarówno dietą normalną, jak i restrykcyjną. Dzięki temu badaniu naukowcy byli w stanie zidentyfikować tzw. „igły w stogu siana”, czyli kluczowe metabolity mające największy wpływ na długość i jakość życia muszek.
Następnie, doktor Vikram Narayan porównał uzyskane wyniki z olbrzymią bazą danych pochodzącą z brytyjskiego UK Biobank, co pozwoliło na zidentyfikowanie wspólnych dla obu gatunków metabolitów. Najważniejsze jednak było to, że naukowcy mogli sprawdzić, jak te metabolity wpływają na ludzi. Co ciekawe, po odkryciu tych związków, wrócili do muszek owocówek, aby potwierdzić otrzymane wyniki.
Wyniki badań
Badania wykazały, że dodanie treoniny do diety muszek owocówek wydłużało ich życie, jednak efekty były uzależnione od specyficznych szczepów oraz płci. Osoby (czyli muszki) z wyższym poziomem metabolitów związanych z treoniną żyły dłużej i cieszyły się lepszym zdrowiem. Profesor Pankaj Kapahi, kierujący badaniami, podkreśla, że nie można mówić o treoninie jako „cudownym leku” na starzenie. Zaznacza, że efekty są specyficzne dla pewnych grup muszek, a także ludzi. To podejście, które otwiera drzwi do bardziej spersonalizowanej medycyny w kontekście starzenia się organizmu.
Jednak nie wszystkie wyniki były tak pozytywne. Jeden z metabolitów – orotan – okazał się mieć negatywny wpływ na długość życia zarówno u muszek, jak i u ludzi. Orotan, który wciąż jest stosunkowo mało zbadany, jest powiązany z metabolizmem tłuszczów i okazał się przeciwdziałać pozytywnym efektom restrykcji dietetycznej u muszek. U ludzi natomiast był związany z krótszą długością życia.
Szersze implikacje badań
Profesor Kapahi wyraził nadzieję, że inne grupy badawcze zaczną stosować podobne metody badań. Często zdarza się, że odkrycia dotyczące muszek owocówek czy robaków nie są przenoszone na ludzi, ponieważ brakuje środków na dalsze badania. Dzięki tej nowej metodzie możliwe jest z większą pewnością stwierdzenie, które odkrycia mogą mieć zastosowanie u ludzi. Co ważne, Kapahi uważa, że ta metoda może zmniejszyć potrzebę przeprowadzania badań na myszach, co jest pozytywnym krokiem w stronę bardziej efektywnego i etycznego prowadzenia badań.
Podsumowując, innowacyjne podejście badaczy z Buck Institute daje nadzieję na szybsze i bardziej precyzyjne odkrycia dotyczące mechanizmów starzenia się oraz sposobów na poprawę zdrowia w późnym wieku. Treonina, jako jeden z potencjalnych kandydatów na terapię przeciwstarzeniową, pokazuje, jak ważna jest personalizacja w medycynie.
