Aldehidele sunt structuri organice simple - compuşi care conţin o dublă legatură carbon-oxigen - şi sunt abundente în natură. În organismul uman sunt formate în cantităţi mici, ca produse secundare derivate din metabolismul normal al fructozei şi alcoolului. Sănătatea unei persoane poate fi afectată de aldehide. Se consideră că un consum de aldehide contribuie la apariţia unor afecţiuni precum diabetul şi bolile de inimă. Descoperiri recente ale unui grup de cercetători japonezi sugerează acum că aceste efecte dăunătoare includ şi îmbătrânirea.
O echipă de cercetători de la Universitatea Nagoya din Japonia a descoperit că aldehidele sunt produse secundare metabolice asociate şi cu îmbătrânirea prematură.
Publicate miercuri, în revista Nature Cell Biology, aceste descoperiri furnizează informaţii despre bolile de îmbătrânire prematură şi potenţiale strategii de combatere a îmbătrânirii la persoanele sănătoase, cum ar fi controlul expunerii la substanţe care induc aldehide, inclusiv alcoolul, poluarea şi fumul.
„Deteriorarea ADN-ului este legată de fenotipurile de îmbătrânire", a declarat Yasuyoshi Oka unul dintre cercetătorii care au făcut această descoperire.
„Pentru prima dată, propunem o relaţie între deteriorarea ADN-ului derivată de aldehide şi îmbătrânirea prematură".
Cercetătorii au emis ipoteza că ar putea exista o legătură între aldehide şi îmbătrânire, deoarece indivizii cu tulburări de îmbătrânire prematură, cum ar fi sindromul AMeD [1], prezintă o activitate inadecvată a unor enzime precum ALDH2, care descompune aldehidele.
Pentru persoanele sănătoase, ALDH2 este, de asemenea, importantă în răspunsul organismului la alcool.
Atunci când o persoană bea vin sau bere, ficatul metabolizează alcoolul în aldehide, astfel încât acesta să poată fi eliminat din organism. Activitatea ALDH2 este importantă pentru transformarea aldehidelor într-o substanţă netoxică.
Aldehidele sunt dăunătoare deoarece sunt foarte reactive cu ADN-ul şi proteinele.
În organism, ele formează legături încrucişate ADN-proteine (DPC) care blochează enzime importante în procesele tipice de proliferare şi întreţinere a celulelor, ceea ce determină funcţionarea defectuoasă a acestor procese şi îmbătrânirea pacientului.
Histonele împreunate cu ADN (histone-DPC) în urma expunerii la formaldehidă, ceea ce duce la funcţionarea defectuoasă a proceselor celulare, cum ar fi transcrierea. Credit: Reiko Matsushita
Concentrându-se pe legăturile DPC cauzate de aldehide, oamenii de ştiinţă au folosit o metodă numită DPC-seq pentru a investiga legătura dintre acumularea de aldehide şi deteriorarea ADN-ului la pacienţii cu boli care îmbătrânesc prematur.
Într-o serie de experimente, cercetătorii au descoperit că un complex de proteine TCR (T-cell receptor -se găseşte pe suprafaţa celulelor limfocite T), împreună cu VCP/p97 (proteina chaperon ATPază care conţine valosină) şi proteazomul sunt implicate în eliminarea legăturilor DPC induse de formaldehidă în regiunile cu transcriere activă. Acest lucru a fost confirmat de un model de şoarece lipsit atât de procesele de eliminare a aldehidei, cât şi de calea TCR, care a prezentat simptome mai grave ale sindromului AMeD.
Aceste procese sunt importante, deoarece sunt legate de eliminarea aldehidelor, ceea ce sugerează o asociere între bolile de îmbătrânire prematură şi acumularea de aldehide.
Profesorul Tomoo Ogi, care a făcut parte din grupul de cercetare, este plin de speranţă în privinţa implicaţiilor acestor descoperiri.
„Prin elucidarea mecanismului prin care leziunile ADN se vindecă rapid, am descoperit o parte din cauza îmbătrânirii genetice premature".
„Cercetarea noastră deschide noi căi pentru înţelegerea mecanismelor care stau la baza bolilor de îmbătrânire prematură şi oferă potenţiale ţinte de intervenţie terapeutică", a subliniat la rândul său prof. Oka.
Prin elucidarea rolului aldehidelor în deteriorarea ADN-ului şi în îmbătrânire, cercetătorii japonezi deschidem calea pentru studii viitoare care vizează dezvoltarea unor tratamente şi intervenţii noi.
„Dezvoltarea de medicamente terapeutice nu a progresat deoarece nu am înţeles pe deplin cauzele sindromului AMeD şi ale sindromului Cockayne. Acest studiu sugerează că starea patologică a pacienţilor este legată de DPC derivată din aldehidele generate în interiorul celulelor. Se aşteaptă ca aceste rezultate să ajute la căutarea de compuşi care elimină aldehidele, ajutând astfel la formularea de medicamente terapeutice candidate", a precizat el.
Cercetarea are implicaţii care se extind dincolo de bolile genetice, deoarece descoperirile sugerează că deteriorarea ADN-ului indusă de aldehide poate juca un rol în procesul de îmbătrânire şi la persoanele sănătoase.
Prin identificarea aldehidelor ca substanţe care contribuie la îmbătrânire, acest studiu face lumină asupra legăturii complicate dintre factorii de mediu şi îmbătrânirea celulară.
Acest lucru poate avea implicaţii semnificative pentru sănătatea şi durata de viaţă a oamenilor.
[1] Sindromul AMeD se caracterizează prin întârzierea globală a dezvoltării cu afectarea dezvoltării intelectuale, apariţia insuficienţei măduvei osoase şi a sindromului mielodisplastic în copilărie şi creştere generală defectuoasă, cu statură mică, şi care are baza materială într-o mutaţie homozigotă sau heterozigotă compusă în gena ADH5 de pe cromozomul 4q, însoţită de o alelă specifică homozigotă sau heterozigotă în gena ALDH2 (E504K) de pe cromozomul 12q24.
[2] Sindromul Cockayne este o tulburare genetică rară şi gravă asociată cu trisomia 20, care afectează în mod predominant copiii care pot prezenta retard psihic şi trăsături faciale îmbătrânite prematur. Acest sindrom se caracterizează prin sensibilitate extremă la lumina soarelui (fotofobie), îmbătrånire prematură a pielii, probleme de dezvoltare neurologică, tulburări de creştere, deficit intelectual, dificultăţi neuromotorii şi deficienţe de vedere şi auz. Sindromul Cockayne a fost descris pentru prima dată în anul 1936 de către medicul englez Cockayne.
