Genetik, Uzun Ömür ve Kanser - Güncel Araştırmalar Şaşırtıcı Bulguları Ortaya Çıkarıyor
Herkes farklı memelilerin boyutlarının ve yaşam sürelerinin çok farklı olduğunu bilir. Ağırlığı bir onsun altında olan bir fare yalnızca 12 ila 18 ay yaşar. Erkek filler 13.000 pounda kadar ağırlığa sahip olabilir ve ortalama 60 ila 70 yıllık bir ömre sahip olabilirler. Mavi balina, fili gölgede bırakıyor ve ağırlığı 400.000 poundun üzerinde olabiliyor ve 80 ila 90 yıl yaşayabiliyor.
Büyük ve küçük tüm hayvanlar ve insanlar, organizmanın ömrü boyunca meydana gelen ve somatik mutasyonlar olarak bilinen şeyleri düzenli olarak alırlar. Bu somatik mutasyonlar, hayvanın üreme hücreleri dışındaki hücrelerde meydana gelen genetik değişikliklerdir ve insanlarda bu mutasyonların yaklaşık 20 ila 50'si yılda birikmektedir.
Bu mutasyonların çoğunluğu zararsız olsa da bazıları hücrenin normal işleyişini etkileyebilir, hatta hücrenin kansere dönüşmesini tetikleyebilir. Onlarca yıldır araştırmacılar bu mutasyonların bir şekilde yaşlanmada da rol oynadığına inanıyordu, ancak bunları incelemek için gerekli teknolojik araçlara sahip değillerdi. Artık bilim adamlarının normal hücrelerdeki bu somatik mutasyonları gözlemlemelerine olanak tanıyan teknoloji mevcut.
Peto'nun Paradoksu
Ancak somatik mutasyonların yaşlanmadaki olası rolünün yanı sıra, araştırmacıların kanserin gelişimi hakkında Peto paradoksu olarak bilinen cevaplanmamış bir sorusu daha vardı.
Paradoks şu şekildedir: Kanser tek hücrelerden gelişir. Dolayısıyla, fare gibi daha küçük hayvanlardan çok daha fazla hücreye sahip olan filler gibi daha büyük hayvanların teoride kanser riskinin daha yüksek olması gerekir.
Ama onlar bunu yapmıyor. Farklı hayvanlarda kanser görülme sıklığı vücut büyüklüklerinden tamamen bağımsızdır. Bilim adamları, daha büyük hayvanların bir şekilde bir tür mekanizma geliştirdiklerini, böylece yalnızca boyutlarına bağlı olarak beklenebilecek oranda kansere yakalanmadıklarını tahmin ediyor. Bunu açıklayabilecek teorilerden biri, daha büyük hayvanların hücrelerinde somatik mutasyonların birikim oranının daha düşük olmasıdır, ancak şimdiye kadar bu test edilememişti.
Prestijli Nature dergisinde 13 Nisan 2022'de yayınlanan yeni bir çalışmada bilim insanları on altı farklı türün hücrelerini inceledi: siyah-beyaz colobus maymunu, kedi, inek, köpek, gelincik, zürafa, liman yunusları, at, insan, aslan, fare, çıplak köstebek faresi, tavşan, sıçan, halka kuyruklu lemur ve kaplan. Araştırmacılar, vücut büyüklüğü ve yaşam süresindeki muazzam farklılıklara rağmen, farklı hayvan türleri doğal yaşamlarının sonuna ulaştığında hepsinin benzer sayıda somatik mutasyona sahip olduğunu buldu.
Araştırmacılar ayrıca yaşam süresiyle ilgili daha önceki şüphelerini doğrulayan başka bir şey daha keşfettiler. Hayvanın ömrü ne kadar uzun olursa, bu somatik mutasyonların meydana gelme hızı da o kadar yavaş olur. Bu, bilim adamlarının somatik mutasyonların yaşlanma sürecinde rol oynadığına dair on yıllardır süren spekülasyonlarının doğru olduğunu gösteriyor.
Ancak bilim insanları yaşam süresini hesapladıktan sonra, hayvanın büyüklüğü ile somatik mutasyonların oranı arasında bir ilişki bulunamadı; bu da araştırmacıları, daha büyük hayvanların vücut boyutlarına göre kanser riskinin azalmasında başka faktörlerin de etkili olduğu teorisine yöneltti.
Yaşlanma ve Genetik Değişiklikler
Yaşlanma karmaşık ve çok faktörlü bir biyolojik süreçtir ve meydana gelen tek şey somatik mutasyonlar biçimindeki genetik değişikliklerin birikmesi değildir. Hücreler ve vücut dokuları, hücrelerin içinde ve dışında yanlış katlanmış proteinlerin birikmesi ve çevresel etkiler sonucu ortaya çıkan epigenetik değişiklikler dahil olmak üzere birçok başka yolla zarar görebilir.
Epigenetik değişiklikler aslında hücrenin DNA'sında bir değişikliğe yol açmaz ancak vücudun belirli bir DNA dizisini "okuma" şeklini değiştirerek genlerin çalışma şeklini etkileyebilir. Diğer epigenetik değişiklikler genlerin ifade edilmesini engelleyebilir ve sonuç olarak bu genler tarafından kodlanan proteinler asla üretilemez.
Kanser ve Genetik Değişiklikler
Wellcome Sanger Enstitüsü ve Cambridge Üniversitesi MRC Kanser Birimi'nden aynı grup araştırmacı tarafından Ekim 2018'de yayınlanan daha önceki bir çalışmada, sağlıklı insanlardaki yemek borusu hücreleri incelendi. hiçbir hastalık belirtisi veya semptomu olmadan. Bilim insanları yemek borusu hücreleriyle ilgilenmeye başladı çünkü sağlıklı hücrelerin somatik mutasyonlar biriktirdiğini zaten biliyorlardı.
Önceki araştırmalar, bir kişinin normal cildindeki hücrelerin yaklaşık dörtte birinin kansere bağlı mutasyonlara sahip olduğunu ortaya çıkarmıştı. Ancak insan derisinin güneşe maruz kalması ve içerdiği ultraviyole ışığın kanser gelişimini arttırdığı bilindiği için araştırmacılar, güneş ışığının asla nüfuz edemeyeceği yemek borusunun iç kısmından örnekler aldı.
Araştırma, yirmili yaşlarındaki insanlar için yemek borusundaki sağlıklı hücrelerin her hücrede zaten en az birkaç yüz mutasyona sahip olduğunu ortaya çıkardı. Bu sayı, yaşlılarda hücre başına 2.000'in üzerinde mutasyona kadar dramatik bir şekilde artmaktadır.
Ancak çalışmanın büyüleyici ve oldukça beklenmedik bulgusu şuydu: Mikroskop altında incelendiğinde, tamamı sağlıklı olan ve hiçbir hastalık belirtisi olmayan çalışma katılımcılarının yemek borusu hücreleri tamamen normal görünüyordu. Ancak bilim insanları aynı hücrelerin genetik yapısını incelediklerinde yemek borusu dokularının tamamen mutasyonlarla dolu olduğunu keşfettiler; öyle ki, orta yaştaki deneklerde mutant hücrelerin sayısı aslında normal hücrelerin sayısından fazlaydı!
Bu belirli mutasyonlar özofagus kanseri ile ilişkilendirilmiştir ve görünen o ki, çalışma deneklerinde bu mutasyonlar hücrelere rekabet avantajı kazandırmış ve onların, mutasyona uğramış hücrelerden oluşan yoğun bir yama işi oluşturmak üzere çevredeki dokuyu "ele geçirmelerine" olanak sağlamıştır.
Bu çalışmalar, somatik mutasyonlar gibi genetik değişikliklerin kanserin gelişimini nasıl yönlendirdiğini ve bu mutasyonların yaşlanma sürecinde nasıl bir rol oynadığını anlamanın sadece başlangıcını işaret ediyor. Yemek borusu kanserinin tedavisinin oldukça zor olduğu biliniyor; hastaların yalnızca yüzde 20'si tanı konulduktan sonra beş yıldan daha uzun süre hayatta kalıyor.
Bu somatik mutasyonların nasıl geliştiğini anlamak ve bunları taşıyan yemek borusundaki hücreler için rekabet avantajına olanak tanımak, hastalığın çok çok daha erken keşfedilmesini sağlayacak teşhis testlerine yol açabilir ve bu da hayatta kalma oranının büyük ölçüde artmasına yol açabilir.
Alzheimer ve Genetik Değişiklikler
Hücreler her zaman DNA hasarına yenik düşmezler çünkü etkileriyle başa çıkmak için onarım yolları vardır, ancak Alzheimer gibi hastalıklarda nöronlar (beyin hücreleri) verilen hasarın miktarına ayak uyduramazlar. Aslında Alzheimer hastası olan kişilerin nöronları, mutasyonları, hastalığa sahip olmayan insanlara göre çok daha hızlı bir şekilde biriktiriyor.
Bu mutasyonlar, reaktif oksijen türlerinin üretimini tetikleyen ve beyin hücrelerinin ölümüne katkıda bulunan, amiloid-β ve tau olarak bilinen proteinlerin birikmesiyle sonuçlanır. Nisan 2022'de yayınlanan bir çalışmada araştırmacılar, Alzheimer hastalarının beyin hücrelerinde çok sayıda yeni edinilmiş mutasyona sahip olduğunu buldu; bu miktar, beyin fonksiyonu için önemli olan genleri gerçekten devre dışı bırakacak kadar büyüktü.
Bu Araştırma Sağlığınız İçin Ne İfade Ediyor?
Uzun yaşam ve yaşlanma biliminin yanı sıra kanserin gelişimine ilişkin bilgiler, teşhis ve tedavi yöntemlerinin daha fazla araştırılmasına ve geliştirilmesine zemin hazırlayan bu erken temel genetik çalışmalara dayanmaktadır. Bu arada, bu kaçınılmaz mutasyonların etkilerini kontrol altında tutmak için bir birey olarak beslenme, hedefe yönelik takviye , egzersiz, kaliteli uyku ve stres kontrolü kombinasyonu yoluyla sağlığınızı optimize etmelisiniz.
Referanslar:
1. Çağan, A., Baez-Ortega, A., Brzozowska, N. ve diğerleri. Somatik mutasyon oranları, memeliler arasında yaşam süresine göre artar. Doğa 604, 517–524 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04618-z
2. Martincorena I, Fowler JC, Wabik A, Lawson ARJ, Abascal F, Hall MWJ, Çağan A, Murai K, Mahbubani K, Stratton MR, Fitzgerald RC, Handford PA, Campbell PJ, Saeb-Parsy K, Jones PH. Somatik mutant klonlar yaşla birlikte insan yemek borusunda kolonize olur. Bilim. 2018 Kasım 23;362(6417):911-917. doi: 10.1126/science.aau3879. Epub 2018 18 Ekim. PMID: 30337457; PMCID: PMC6298579.
3. Miller, M.B., Huang, A.Y., Kim, J. ve diğerleri. Tek Alzheimer hastalığı nöronlarındaki somatik genomik değişiklikler. Doğa (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04640-1