به گزارش آفتاب سلامت پیری فرایندی تحلیلی است که به دنبال توسعه‌ی دانش پزشکی و فن‌آوری‌های درمانی، از دهه‌ی ۱۹۶۰ مورد مطالعه سازمان یافته و آکادمیک قرار گرفت و رشته‌ای با نام پیری شناسی Gerontology در زمره رشته‌های قابل تحصیل دانشگاهی به دانشجویان عرضه شد. بنا بر نویدی که دانشمندان و پژوهشگران داده‌اند دیری نمی‌گذرد که سالخوردگی و پیری در فهرست بیماری‌های قابل درمان قرار خواهد گرفت.

در سلول‌های بدن انسان، فعالیت‌های متابولیکی طبیعی مربوط به گذشت عمر، فرایند پیری را رقم می‌زند. بر اساس یکی از نظریه‌های قابل اعتماد و مشهور، تقسیمـات متوالی سلول، طول توالی تلومری را کاهش می‌دهد. پس از این کاهش، ســیگنال‌هایی در داخل ســلول فعال می‌شــود که به دنبال آن چرخه‌ی سلولی متوقف شده و مرگ برنامه‌ریزی شده‌ی سلول رخ می‌دهد. البته فاکتورهای زیست محیطی مانند غذاهای فاقد کیفیت، آلودگی هوا، نور و تشعشعات فرابنفش و … می‌تواند باعث تسریع در پیری گردد.

نشانه‌های تلاش بشر برای توقف پیری و دستیابی به جاودانگی را می‌توان از هزاران سال پیش ردیابی کرد. لااقل از زمانی که تاریخ مکتوبی برای بررسی وجود داشته باشد.

دو هزار و سیصد سال پیش، چین شی هوانگ، امپراطور مقتدر چین، پس از یکپارچه‌سازی کشور هزار دولت خود، به فکر حکومت ابدی افتاد. پس به کیمیاگران خود فرمان داد تا اکسیری ساخته و وی را از پیری و مرگ نجات بخشند. معجونی از گرد یشم سبز و جیوه فراهم ساختند و امپراطور با تصور جاودانگی، آن را نوشید و بر اثر نارسایی کبدی و مسمومیت جیوه دچار مرگ مغزی شد و درگذشت.

البته در فن آوری های این ایام، استفاده از گرد یشم و جیوه منسوخ شده و جای خود را به روش‌های آزموده شده و معقولانه داده است.

تغذیه میتوکندری با آنتی اکسیدان‌های مصنوعی یا تمرکز بر حفظ اندازه‌ی اولیه تلومرها در سلول جزو تلاش های امیدوار کننده‌ی اخیر است.

راز تلومراز (Telomerase)

تلومراز، آنزیم ویژه همانندسازی DNA است که می‌تواند باعث طولانی شدن تلومر شود. این آنزیم که محققان آن را در سال ۱۹۸۴ کشف کردند، به طور معمول در سلول‌هایی که محدودیتی در تقسیم ندارند یافت می‌شود. سلول های پروتوزوآ و دیگر تک سلولی‌های یوکاریوتی در این زمره قرار دارند.

بر حسب شواهد آزمایشگاهی، کوتاه شدن تلومرها، ‌ممکن است با پیری سلول و مرگ برنامه‌ریزی شده سلول یا خزان یاخته ای (Apoptosis) ارتباط قوی داشته باشد.

لئونارد های فلیک آمریکایی، دانشمند زیست شناس نشان داد سلول‌های طبیعی بدن انسان پس از تعداد محدودی تقسیم، توانایی این کار را از دست می‌دهند. ضمن این‌که تفاوت های سنی بر این فرایند تقسیم سلولی، تاثیر فاحشی دارد. سلول‌های یک فرد هفتاد ساله فقط ۲۰ تا ۳۰ بار تقسیم می‌شوند، در حالی که سلول های یک کودک ۸۰ تا ۹۰ بار قابلیت تقسیم دارند.

بسیاری از پژوهشگران، ارتباطاتی را بین فعالیت تلومراز و توانایی سلول‌ها در انجام تقسیم‌های نامحدود، بدون آن که این سلول ها علائمی از روند پیری نشان دهند، مشاهده کردند ولی نتوانستند تا اوایل دهه ۲۰۰۰ علت این ارتباط‌ها را توضیح دهند. سرانجام دانشمندان دانشگاه تگزاس، یک آزمایش تعیین کننده طراحی کردند. آن‌ها با بهره گیری از فن آوری DNA نوترکیب، سلول‌های طبیعی کشت شده‌ی انسانی را با ویروسی که حامل اطلاعات ژنتیکی برای بیان زیر واحد کاتالیزگر تلومراز بود، آلوده کردند. سلول‌های آلوده نه تنها تلومراز فعال تولید می‌کردند، بلکه اندازه تلومرهای آن‌ها به طور فزاینده ای طولانی شد. هم‌چنین تقسیم سلولی را علی‌رغم عبور از مقطعی که به طور معمول تقسیم سلولی متوقف می‌شد، این بار به مدت طولانی ادامه می‌دادند.

قرارگیری پیری در فهرست بیماری‌های درمان‌پذیر

تلومراز و تلومرها کانون توجه محققان امروزی برای هر دو زمینه تئوری و عملی هستند. این واقعیت که تلومراز این توانایی را به سلول‌های پیکری می‌دهد که بیش از حد معمول تقسیم شوند، کاربرد درمانی بالقوه دارد، به خصوص اگر نیاز باشد که سلول‌های از بین رفته یا آسیب دیده جایگزین شوند. اما تفویض توانایی تقسیم نامحدود به این قبیل سلول‌ها،‌ پیامدهای بالقوه خطرناکی دارد. به عنوان مثال، اگر سلول‌های دارای تلومراز فعال به درون بدن منتقل شوند، می‌توانند هم‌چون سلول‌های سرطانی رفتار کنند.

زمان پر اضطراب بالفعل شدن نظریه‌ها

دانشمندان می‌خواهند با روشی جدید مانع از فرسودگی  DNA و پیر شدن سلول‌های بدن در مواجهه با گذشت عمر شوند. دکتر دیوید اندرو سینکلر David Andrew Sinclair مدیر یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه هاروارد، قرص‌هایی را در دست آزمایش دارد که قرار است اثر آن بر روی ۲۵ داوطلب آزموده شود.

براساس مقاله منتشر شده از سوی تیم سینکلر، سلول‌ها در طول فعالیت‌های حیاتی خود آسیب‌های زیادی می‌بینند که بخش عمده‌ای از این آسیب‌ها با بهره‌گیری از فرایند طبیعی موسوم به PARP1 کاهش پیدا می‌کند. ترکیبPARP1 آسیب‌های سلولی را ترمیم کرده و DNA ما را سالم نگاه می‌دارد. اما وقتی تلومر در DNA با بالا رفتن سن کاهش پیدا می‌کند، PARP1 هم کاهش یافته و آسیب ها به‌خاطر عدم ترمیم نمایان می‌شوند.

گروه سینکلر در دانشگاه هاروارد این روش را روی موش‌های آزمایشگاهی با موفقیت انجام داده‌اند و حال آماده‌اند آن را روی انسان‌ها نیز بیازمایند.

این گروه محققان تمرکز خود را بر روی ماده «NAD+» که خاصیت‌های ضد پیری دارد گذاشته‌اند. مطالعات نشان داده است که میزان این ماده در موش‌های جوان‌تر بالاتر است. در سال ۲۰۱۳ دانشمندان بعد از این‌که در یک آزمایش میزان NAD+ را در موش‌های پیرتر بالا بردند متوجه شدند که ظاهر موش‌های پیر جوان‌تر شده است. آن‌ها با بررسی بیشتر دریافتند جوانب زیادی از جوانی و سلامتی در موش‌های پیر تحت آزمایش ظاهر شده است.

به دنبال این موفقیت‌های پزشکی، دانشمندان جزئیات بیشتری در این‌باره را مورد بحث قرار داده‌اند تا کاملا روشن شود که NAD+ چگونه سلول‌ها را جوان نگاه می‌دارد. گروه محققان به رهبری دکتر سینکلر قطراتی از این ماده را در آب نوشیدنی گروهی موش آزمایشگاهی ریختند و تنها چند ساعت بعد شاهد افزایش میزان NAD+ در بدن آن‌ها بودند. در هفته اول در عضلات و هم‌چنین DNA این مو‌ش‌ها روند پیری معکوس شد. تا حدی که به گفته‌ی دکتر سینکلر آن‌ها توانایی تشخیص بین موش‌های دو ساله و موش‌های چند ماهه را نداشتند.

در این آزمایش موش‌های پیر دریافت کننده‌ی ترکیب NMN در آب، مجموعه‌ای از تاثیرات سودمند را تجربه کردند.

سطح فعالیت فیزیکی این موش‌ها افزایش یافت، تراکم استخوان‌ها و عضلات آن‌ها ارتقا پیدا کرد، عملکرد سیستم ایمنی و کبد این حیوانات بهبود یافت، بینایی آن‌ها بهتر شده و حتی وزن کم کردند.

البته آزمایش نهایی این است که ببینند آیا این روش روی انسان‌ها نیز چنین تاثیری خواهد داشت یا نه؟

دکتر سینکلر در بوستون شرکتی به نام «مترو بایوتک» تاسیس کرده است که تمرکزش بر یافته‌های تحقیق اخیر بنا گذاشته شده است.

دکتر سینکلر قرص‌هایی را در دست آزمایش دارد که قرار است اثر آن بر روی ۲۵ داوطلب آزموده شود.

این داروی آزمایشی حاوی ماده مشابهی است که در مواد غذایی طبیعی مانند بروکلی، خیار و آووکادو به میزان کمی وجود دارد.

جالب این‌که فرمولاسیون این آنتی اکسیدان‌های مصنوعی که در پژوهش‌های مذکور به کار گرفته شده، در دانشنامه های آزاد انتشار یافته و اکنون در دسترس داروسازها، شیمیدان‌ها و علاقمندان قرار دارد.

Nicotinamide mononucleotide:

https://en.wikipedia.org/wiki/Nicotinamide_mononucleotide

Nicotinamide adenine dinucleotide:

https://en.wikipedia.org/wiki/Nicotinamide_adenine_dinucleotide

محققان روسی و سوئدی در پژوهشی مشترک قصد دارند با یک آنتی‌اکسیدان مصنوعی، روند پیری را کند کنند

پژوهشگران دانشگاه دولتی لومونوسف مسکو Lomonosov Moscow State University با همراهی دانشمندانی از دانشگاه استکهلم سوئد در یک مطالعه‌ی مشترک به دنبال آهسته‌سازی فرایند سالخوردگی هستند. نتایج تحقیقات این تیم در مجله‌ی پیری منتشر شده است و بر نقش فرسایش میتوکندری در فرایند پیری موجودات زنده تمرکز دارد.

این پژوهشگران با هدایت زیست‌شناس مشهور روسی، ولادیمیر پتروویچ اِسکولاچِف  Vladimir Petrovich Skulachev ، به بررسی یک نژاد خاص از موش‌های اصلاح ژنتیکی‌ شده پرداختند. در ژنوم این موش‌ها یک جهش کوچک صورت گرفت. این جهش به‌طور قابل‌توجهی به جهش‌زایی میتوکندری شتاب می‌بخشید. این موش‌های جهش‌یافته به‌جای عمری دو ساله، کمتر از یک سال زنده ماندند و با بسیاری از بیماری‌های ناشی از پیری روبرو شدند.

دانشمندان در ادامه این مطالعه، گروهی از موش‌های اصلاح ژنتیکی شده را با عمری ۱۰۰ روزه مورد معالجه قرار دادند. ترکیب مصنوعی به کار گرفته شده در این درمان SkQ1 (یک آنتی‌اکسیدان مصنوعی که میتوکندری را هدف قرار می‌دهد) نام دارد. SkQ1 در آزمایشگاه پروفسور اسکولاچف در دانشگاه مسکو تولید شده است. این آنتی اکسیدان مصنوعی در حالی به آب آشامیدنی موش‌های گروه اول اضافه شد که موش‌های گروه دوم از آب خالص و فاقد مواد افزودنی استفاده می‌کردند. زمانی که موش‌ها به سن ۲۰۰ تا ۲۵۰ روزگی رسیدند، گروه محروم از آنتی اکسیدان به‌سرعت پیر شده و کاهش وزن، افت دمای بدن، پوکی استخوان و ریزش مو در آن‌ها کاملاً مشهود بود. بی‌تحرکی و کاهش جذب اکسیژن نیز نشانه‌های بارزی از پیری در آن‌ها دیده می‌شد. حال آن که این علائم در گروه موش‌های برخوردار از SkQ1 به ‌شدت کند شده و آن‌ها سلامتی و جوانی خود را حفظ کرده بودند.

در گزارش انتشار یافته تیم پروفسوراسکولاچف، بر نقش بسیار مهم میتوکندری بر روند پیری تاکید شده است. اسکولاچف می‌گوید: «این مطالعه از دو منظر تئوری و عملی در خور توجه است. نخست این‌که به‌طور آشکار به نقش حیاتی تولید میتوکندری در فرایند پیری در پستانداران وابسته به اکسیژن اشاره می‌کند. و پس از آن برای درمان پیری، روش استفاده از آنتی‌اکسیدان‌هایی که میتوکندری را هدف قرار داده اند، نشان می دهد».

اسکولاچف با توجه به این نتایج امیدبخش، کار خود را برای تولید داروهای ضد پیری مبتنی بر SkQ1 آغاز کرده است. یکی از این داروها ویسومیتین (Visomitin) است که اخیراً در روسیه به تأیید رسیده و در ایالات‌متحده‌ی آمریکا نیز فاز دوم آزمایش‌های بالینی را گذرانده است.

پروژه‌ی دیگری که در حال تکمیل است، ساخت یک نسخه‌ی خوراکی از SkQ1 خواهد بود. این دارو نیز در روسیه در مرحله‌ی آزمایش‌های بالینی قرار دارد. اگر همه‌چیز به‌خوبی و طبق انتظارات پیش برود، این دارو می‌تواند طی دو تا سه سال آینده مجوز تولید کسب کند.

موارد مذکور فقط بخشی از تلاش‌های دانشمندان برای مقابله با پیری است. مؤسسات دیگری هم مثل استارت‌آپ یونیتی بیوتکنولوژی (Unity Biotechnology) در سان‌فرانسیسکو هم به دنبال درک مکانیسم پیر شدن سلولی و کند کردن روند پیری هستند. بسیاری از مؤسسات علمی هم‌چنان بر فن‌آوری سلول‌های بنیادی برای بازتولید بافت‌های آسیب‌دیده‌ی انسانی براثر پیری یا بیماری تکیه کرده‌ و تحقیقات خود را ادامه می دهند.

چگونه همه نگاه‌ها به سوی تلومر معطوف شد؟

 «الیزابت هلن بلک‌برن» Elizabeth Helen Blackburn به خاطر کشف چگونگی حفاظت از کروموزوم‌ها و DNA توسط تلومرها در سال ۲۰۰۹ برنده‌ی جایزه نوبل شد. او آنزیمی به نام «تلومراز» را در این تحقیق معرفی کرد که می‌تواند تلومر را از روند کوچک شدن و سلول را از بی‌کیفیتی و از دست دادن قدرت تکثیر نجات بخشد.

الیزابت بلک برن در حین مطالعه بر روی کروموزوم‌های یک تک سلولی از توالی DNA نقشه‌برداری کرد. بررسی‌های وی نشان داد یکی از توالی‌ها در انتهای یکی از کروموزوم‌ها چندین بار تکرار شده است. عملکرد این توالی برای بلک برن نامشخص بود. در همان زمان و طی مطالعاتی موازی جک ویلیام ژوستاک Jack William Szostak مشاهده کرده بود که یک مولکول خطی DNA زمانی که در معرض سلول‌های مخمر قرار می‌گیرد به سرعت نابود می‌شود. این دو در سال ۱۹۸۰ با مطالعات یکدیگر آشنا شدند و تصمیم گرفتند مطالعات خود را با هم‌فکری هم ادامه دهند.

این دو دانشمند، آزمایشی را بر روی DNA تک سلولی مورد مطالعه‌ی بلک برن انجام دادند و آن را با مینی کروموزوم‌ها همراه کردند. زمانی که ترکیب جدید در مجاورت سلول‌های مخمر قرار گرفت این دو با نهایت تعجب مشاهده کردند که تلومر DNA از مینی کروموزوم‌ها در برابر نابودی محافظت کردند.

پس از آن بلک برن به همراه کارول ویدنی گریدر Carol Widney Greider مطالعه بر روی چگونگی شکل‌گیری تلومر DNA و بررسی احتمال شکل‌گیری آن تحت تاثیر آنزیمی ناشناخته را آغاز کردند. در سال ۱۹۸۴ این دو موفق به کشف فعالیت‌های آنزیمی در عصاره سلول شدند که نام «تلومراز» Telomerase بر روی این آنزیم گذاشته شد. بررسی‌های بیشتر نشان داد این آنزیم در زمان شکل‌گیری تلومرها عملکردی شابلون مانند دارد در حالی که ذرات پروتئینی باید به فعالیت ساختاری خود ادامه دهند. به این شکل، تلومرازها تلومر DNA را گسترش داده و موقعیت مناسبی را برای کپی شدن پلیمرازهای DNA بدون از دست دادن بخشی خاص به وجود خواهد آورد.

این اکتشاف بسیار مهم گروهی، علاوه بر این‌که جایزه نوبل سال ۲۰۰۹ را نصیب آنان ساخت، آنان را در توفیقات بعدی هر دانشمندی در این مسیر شریک می‌کند. بسیاری از فرآورده‌های ضد پیری و اقداماتی که در راستای طولانی شدن عمر انجام می‌گیرد، بر مبنای زیر ساخت‌هایی است که این سه دانشمند در این راه فراهم ساخته‌اند.

انسان آینده از نگاه تحلیل‌گران رویدادهای پزشکی

 «رای کورزویل» Ray Kurzweil نویسنده، مخترع و دانشمندی است که تا امروز موفق شده با تحلیل روند توسعه پزشکی، موارد زیادی از وقایع پزشکی را پیش‌بینی کند. رسانه‌های بهداشت و سلامت، اعتبار زیادی برای گفته‌های تحلیلی او قائل هستند.

کورزویل گفته است: «اگر شما آن‌قدر خوش اقبال باشید که سال ۲۰۵۰ را درک کنید، خواهید توانست با استفاده از فن‌آوری نانو به دنیای بی‌مرگی قدم گذارید. ربات‌هایی با استفاده از نانوتکنولوژی، درون بدن شما شناور خواهند شد و با تولید خستگی‌ناپذیر سلول‌های مورد نیاز، بافت‌ها و اندام‌ها را جوان نگاه خواهند داشت و سلول‌های رده خارج و مضر را شناسایی و نابود می‌کنند. آن‌ها مانند نرم افزارهای آنتی‌ویروس به راحتی به‌روز رسانی شده و با هر مشکل تازه‌ای مواجهه پیروزمندانه‌ای خواهند داشت. در آن سال پدیده‌ای به نام پیری مانند آنفولانزا در موزه بیماری‌های مهار شده تاریخ پزشکی قرار خواهد داشت.

یک نظریه دیگر از میان انبوه گمانه زنی های دانشمندان

زمانی که یک سلول بنیادی به دو سلول تقسیم می‌شود، یکی از آن‌ها یک سلول بنیادی است و دیگری سلول اختصاصی شده‌ای است که به عنوان بخشی از بافت آسیب دیده قرار می‌گیرد. بر اساس نظریه DNA نامیرا، سلول بنیادی تازه، DNA را به طور کامل در خود دارد و از آن حفاظت می‌کند و تنها سلول اختصاصی شده شماری از معایب زیستی و نارسایی‌ها را به ارث می‌برد. به دنبال اثبات این نظریه، بدون شک دانشمندان مشکلات زیادی پیش روی‌شان نیست. آنان می‌توانند مانع از پیر شدن سلول‌های معمولی شوند و خواص و ویژگی‌های سلول‌های بنیادی نامیرا را از روی DNA در آن‌ها جای‌گذاری کنند.