חוקרים מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו פרסמו תוצאות ששופכות אור חדש על שאלה ישנה: מה גורם להזדקנות ברמה המולקולרית? הממצאים שלהם, שפורסמו ב הזדקנות הטבעמתארים קשר שטרם נראה בין שני ההסברים המקובלים ביותר: מוטציות גנטיות אקראיות ושינויים אפיגנטיים צפויים. האחרון, הידוע גם בתור תורת השעון האפיגנטי, נמצא בשימוש נרחב על ידי מדענים כמדד עקבי וכמותי להזדקנות ביולוגית.
עם זאת, המחקר החדש מצביע על כך שהתהליך עשוי להיות לא כל כך פשוט.
מוסדות מחקר וחברות גדולות מהמרים על החזרת השעון האפיגנטי לאחור כאסטרטגיה להפוך את השפעות ההזדקנות, אך המחקר שלנו מצביע על כך שזה עשוי לטפל רק בסימפטום של הזדקנות, ולא בגורם הבסיסי. אם מוטציות למעשה אחראיות לשינויים האפיגנטיים שנצפו, עובדה זו עשויה לשנות מהותית את הדרך שבה אנו ניגשים למאמצי אנטי-אייג'ינג בעתיד."
טרי אידיקר, Ph.D., סופר מתכתב, פרופסור בבית הספר לרפואה של UC סן דייגו ובבית הספר להנדסה בסן דייגו ג'ייקובס
קיימות שתי תיאוריות רווחות לגבי הקשר בין הזדקנות ל-DNA. תיאוריית המוטציות הסומטיות מציעה שהזדקנות נגרמת מהצטברות של מוטציות, שינויים קבועים ברצף ה-DNA שלנו המתרחשים באופן אקראי. תיאוריית השעון האפיגנטי מציעה שהזדקנות מתרחשת עקב הצטברות של שינויים אפיגנטיים, שינויים קלים במבנה הכימי של ה-DNA שאינם משנים את הרצף הבסיסי, אלא משנים אילו גנים מופעלים או כבויים. בניגוד למוטציות, שינויים אפיגנטיים יכולים להתהפך במקרים מסוימים.
מכיוון ששינויים אפיגנטיים מתרחשים רק באתרים ספציפיים בגנום שלנו ולא במיקומים אקראיים, הם קלים יותר לכימות והפכו לדרך המתאימה עבור מדענים לקבוע את "הגיל הביולוגי" של התאים. עם זאת, מדענים תהו זה מכבר על מקור השינויים האפיגנטיים הללו.
כדי לענות על השאלה הבסיסית הזו, חוקרים ניתחו נתונים מ-9,331 חולים שקוטלגו באטלס גנום הסרטן ובניתוח הפאן-סרטן של גנומים שלמים. על ידי השוואת מוטציות גנטיות לשינויים אפיגנטיים, הם מצאו שמוטציות נמצאות בקורלציה צפויה עם שינויים במתילציה של DNA, סוג אחד של שינוי אפיגנטי. הם גילו שמוטציה בודדת יכולה לגרום למפל של שינויים אפיגנטיים ברחבי הגנום, לא רק במקום שבו התרחשה המוטציה. באמצעות מערכת היחסים הזו, החוקרים הצליחו לבצע תחזיות דומות של גיל באמצעות מוטציות או שינויים אפיגנטיים.
"שעונים אפיגנטיים קיימים כבר שנים, אבל רק עכשיו אנחנו מתחילים לענות על השאלה מדוע שעונים אפיגנטיים מתקתקים מלכתחילה", אמר הסופר הראשון זאן קוך, דוקטור. מועמד לביואינפורמטיקה ב-UC סן דייגו. "המחקר שלנו מדגים לראשונה ששינויים אפיגנטיים קשורים באופן מורכב וצפוי למוטציות גנטיות אקראיות".
מחברי המחקר מציינים כי נדרש מחקר נוסף כדי להבין היטב את הקשר בין מוטציות סומטיות ושינויים אפיגנטיים בהזדקנות. עם זאת, ממצאי המחקר מספקים פריצת דרך משמעותית בהבנתנו את תהליך ההזדקנות ויש להם השלכות חשובות על פיתוחם של טיפולים חדשים שמטרתם למנוע או להחזיר את ההזדקנות.
"אם מוטציות סומטיות הן המניע הבסיסי של הזדקנות ושינויים אפיגנטיים פשוט עוקבים אחר תהליך זה, יהיה הרבה יותר קשה להפוך את ההזדקנות ממה שחשבנו בעבר", הוסיף הסופר המתכתב סטיבן קאמינגס, MD, מנכ"ל סן פרנסיסקו. מרכז תיאום באוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו ומדען מחקר בכיר במכון המחקר של מרכז רפואי פסיפיק בקליפורניה של Sutter Health. "זה מעביר את המיקוד שלנו מראיית הזדקנות כתהליך מתוכנת לתהליך שמושפע במידה רבה משינויים אקראיים ומצטברים לאורך זמן."
בנוסף לאידקר, קאמינגס וקוץ', המחקר נערך במשותף על ידי אדם לי באוניברסיטת קליפורניה סן דייגו ודניאל ס. אוונס במכון המחקר של מרכז רפואי קליפורניה פסיפיק ובאוניברסיטת סן פרנסיסקו.
מחקר זה מומן על ידי המכון הלאומי לבריאות (מענק U54 CA274502 ו-P41 GM103504).
