
Selenoproteiny: eliksir młodości?
Wiele produktów spożywczych jest reklamowanych ze względu na swoje właściwości antyoksydacyjne. Antyoksydanty neutralizują reaktywne formy tlenu (ROS), chemicznie aktywne cząsteczki, które mogą zakłócać prawidłowe funkcjonowanie lipidów, białek i DNA w ludzkich komórkach. Nagromadzenie ROS przyczynia się do rozwoju chorób związanych z wiekiem, w tym nowotworów, co podkreśla znaczenie zachowania równowagi między utleniaczami a przeciwutleniaczami. W najnowszym artykule opublikowanym w Blood naukowcy z Uniwersytetu w Osace i innych japońskich instytucji opisują kluczową rolę antyoksydacyjną selenoprotein oraz wpływ zakłócenia ich produkcji na różne typy komórek i proces hematopoezy, czyli produkcję komórek krwi.
Ludzkie komórki zawierają 25 różnych selenoprotein, które jako enzymy antyoksydacyjne pomagają przekształcać niebezpieczne ROS, takie jak nadtlenki lipidów, w bezpieczniejsze formy. Nagromadzenie nadtlenków lipidów może wpływać na kluczowe komórki macierzyste hematopoezy (HSC), co jest często obserwowane w chorobach związanych ze starzeniem.
– Zaobserwowaliśmy, że u starszych HSC często występuje upośledzona synteza selenoprotein, ale nie było jasne, w jaki sposób przyczynia się to do starzenia komórek i czy ten proces można odwrócić – mówi Yumi Aoyama, współautor badania. – Postawiliśmy hipotezę, że selenoproteiny są kluczowym elementem systemu antyoksydacyjnego, który przeciwdziała zmianom związanym ze starzeniem HSC.
Aby to zbadać, zespół naukowców wykorzystał model myszy z wyłączonym określonym genem, co skutkowało zaburzoną produkcją selenoprotein. Następnie przeanalizowano wpływ tej zmiany na różne typy komórek, odkrywając, że niedobór selenoprotein szczególnie negatywnie oddziałuje na HSC oraz komórki układu odpornościowego z linii B (limfocyty B), natomiast miało niewielki wpływ na komórki mieloidalne (inną rodzinę komórek odpornościowych).
– Najbardziej znaczącym skutkiem wyłączenia genu była limfopenia B, czyli zmniejszona liczba limfocytów B – wyjaśnia Hiromi Yamazaki, współautor badania. – HSC wykazywały również ograniczoną zdolność do samoodnowy.
Te obserwacje, wraz ze zwiększoną ekspresją genów związanych ze starzeniem w tych komórkach, były zgodne z wynikami typowymi dla chorób wieku podeszłego. Dalsze badania wskazały, że głównym czynnikiem napędzającym te zmiany było utlenianie lipidów. Ponadto eksperymenty na komórkach pochodzących z modelu myszy ujawniły, że zakłócenie syntezy selenoprotein mogło sprzyjać przełączaniu się komórek progenitorowych B na linię mieloidalną.
– Nasze dane sugerują wyraźne, specyficzne dla linii komórkowej efekty utraty ochronnej roli selenoprotein – mówi Daichi Inoue, główny autor badania. – Te enzymy są kluczowe w przeciwdziałaniu nagromadzeniu nadtlenków lipidów, które pojawiają się w procesie starzenia.
Naukowcy przeprowadzili także eksperyment dietetyczny na myszach z wyłączonym genem, aby zbadać mechanizmy leżące u podstaw hematopoezy. Odkryli, że dieta bogata w witaminę E może chronić proces hematopoezy i naprawiać upośledzoną różnicowanie limfocytów B.
To badanie ukazuje kluczową rolę antyoksydacyjną selenoprotein w zapewnianiu prawidłowej samoodnowy HSC oraz dojrzewania limfocytów B. Ponieważ fenotypy myszy z wyłączonym genem były podobne do tych obserwowanych u starszych myszy, wyniki te sugerują, że rozwiązanie problemów związanych z produkcją selenoprotein może pomóc w walce z chorobami związanymi z wiekiem.
Źródło: Osaka University, Blood