Studiul care descifreaza genomul persoanelor cu longevitate extrema

Cercetătorii italieni au descoperit că persoanele care trăiesc peste 105 ani au un fond genetic care le permite repararea mult mai eficienta a ADN-ului, potrivit unui studiu publicat în eLife.

Este pentru prima dată când persoanelor cu „longevitate extremă” li se decodifică genomul atât de detaliat pentru a se descoperi indiciile care explica de ce  trăiesc atât de mult și cum reușesc să evite bolile legate de vârstă.

„Îmbătrânirea este un factor de risc comun pentru mai multe boli și afecțiuni cronice”, explică Paolo Garagnani, profesor asociat la Universitatea din Bologna, Italia, primul autor al studiului.

Garagnani și colegii săi de la Universitatea din Bologna, în colaborare cu mai multe grupuri de cercetare  și o echipă condusă de Patrick Descombes de la Nestlé Research din Lausanne, Elveția, au recrutat 81 de semi-supercentenari (persoane cu vârsta de 105 ani sau mai mult) și supercentenari (cei cu vârsta de 110 ani sau mai mult) ) din toată peninsula italiană. I-au comparat cu 36 de persoane sănătoase din aceeași regiune, care aveau o vârstă medie de 68 de ani.

Cercetătorii au prelevat probe de sânge de la toți participanții și au efectuat secvențierea întregului genom (WGS) pentru a căuta diferențele dintre gene între grupul mai în vârstă și cel mai tânăr. Apoi, au verificat încrucișat noile rezultate cu date genetice dintr-un alt studiu publicat anterior, care a analizat 333 de italieni cu vârsta peste 100 de ani și 358 de persoane cu vârsta de aproximativ 60 de ani.

 Genele care detin cheia unei longevităti extinse

Ei au identificat cinci modificări genetice comune care au fost mai frecvente la grupele de vârstă 105 + / 110 +,  vizand două gene numite COA1 și STK17A. Când au verificat aceasta constatare cu datele publicate anterior, au găsit aceleași variante la persoanele cu vârsta peste 100 de ani. Datele obținute analizate computațional au sugerat că această variabilitate genetică modulează probabil expresia a trei gene diferite.

Cele mai frecvente modificări genetice observate au fost legate de activitatea crescută a genei STK17A în unele țesuturi. Această genă este implicată în trei domenii importante pentru sănătatea celulelor: coordonarea răspunsului celulei la deteriorarea ADN-ului, încurajarea celulelor deteriorate să sufere apoptoza (moartea celulară programată) și gestionarea cantității de specii reactive de oxigen aflate la un nivel periculos in interiorul unei celule. Acestea sunt procese importante implicate în inițierea și progresia  multor boli, cum ar fi cancerul.

De asemenea, modificări genetice frecvente sunt legate de activitatea redusă a genei COA1 în unele țesuturi. Se știe că această genă este importantă pentru comunicarea corectă între nucleul celular și mitocondrii – fabricile de producere a energiei din celulele noastre a căror disfuncție este un factor cheie în îmbătrânire.

În plus, cercetatorii au constatat o  expresie crescută a BLVRA în unele țesuturi – o genă care este importantă pentru sănătatea celulelor datorită rolului său în eliminarea speciilor reactive de oxigen.

Mutatiile naturale acumulate determină durata vietii

„Studiile anterioare au arătat că repararea ADN-ului este unul dintre mecanismele care permit o durată de viață extinsă la multiple specii”, spune Cristina Giuliani, profesor asistent principal la Laboratorul de Antropologie Moleculară, Departamentul de Științe Biologice, Geologice și de Mediu, Universitatea din Bologna, și coautor al studiului.

Echipa a măsurat, de asemenea, numărul de mutații naturale pe care oamenii din fiecare grupă de vârstă le-au acumulat de-a lungul vieții. Au descoperit că persoanele în vârstă de 105+ sau 110+ au avut un  nivel mult mai mic al mutațiilor în șase din șapte gene testate. Acești indivizi păreau să evite creșterea numarului mutațiilor perturbatoare legate de vârstă și acest lucru ar fi putut contribui la protejarea lor împotriva unor afectiuni precum bolile de inimă.

„Acest studiu constituie prima secvențiere a întregului genom in longevitatea extremă, care ne-a permis să analizăm atât modificările genetice moștenite, cât și cele care apar în mod natural la persoanele în vârstă”, spune Massimo Delledonne, profesor titular la Universitatea din Verona și prim autor al studiul.

„Rezultatele noastre sugerează că mecanismele de reparare a ADN-ului și un nivel redus al mutațiilor în gene specifice sunt două mecanisme centrale care au protejat persoanele care au atins longevitatea extremă de bolile legate de vârstă”, concluzionează autorul principal Claudio Franceschi, profesor emerit de imunologie la Universitate din Bologna.

Ref : Paolo Garagnani et al. Whole-genome sequencing analysis of semi-supercentenarians eLife2021;10:e57849   DOI: 10.7554/eLife.57849