Výzkum zaměřený na opravu poškození tkání spojených se stárnutím přinesl nové poznatky v oblasti pokročilých produktů glykace, známých pod zkratkou AGEs. Dosavadní vědecký konsenzus považoval tyto chemické modifikace dlouhověkých proteinů za trvalé a nezvratné následky procesu stárnutí. Nová studie publikovaná v časopise Nature Communications však demonstruje, že alespoň jeden z klíčových typů tohoto poškození lze enzymaticky odstranit.
Vývoj nové enzymatické metody
Tým vědců ze společnosti Revel Pharmaceuticals ve spolupráci s odborníky z institucí Calico a University of Colorado Anschutz Medical Campus vyvinul enzymatickou látku schopnou odstraňovat N-karboxymethyl-lysin (CML). Jedná se o jeden z nejrozšířenějších produktů glykace, který se akumuluje v lidských tkáních, jako jsou tepenné stěny, kůže nebo oční čočka. CML nejen mění chemické vlastnosti strukturálních proteinů, ale rovněž přispívá k chronickým zánětlivým procesům skrze vazbu na specifické receptory.
Proces vývoje enzymu, který autoři označují jako CMLase, zahrnoval počítačové modelování téměř 45 000 proteinových struktur a následnou řízenou evoluci více než 500 milionů variant. Výsledný enzym je schopen oxidovat modifikaci CML a obnovit původní aminokyselinu lysin.
Výsledky experimentů ex vivo
Výzkum byl proveden na vzorcích lidských tkání mimo živý organismus, konkrétně na tkáních získaných od starších dárců. Testy potvrdily snížení hladiny CML o více než 70 procent v tepenných tkáních, u kožních vzorků došlo k poklesu o více než 55 procent a u proteinů oční čočky se hodnota snížila v rozmezí 45 až 78 procent v závislosti na zvolené metodice měření.
Význam zjištění pro medicínu
Ačkoliv jsou tyto výsledky považovány za důležitý důkaz koncepce, autoři studie zdůrazňují, že se nejedná o metodu omlazení v klinickém smyslu. Dosavadní experimenty neřešily otázky jako průnik enzymu do tkání, jeho imunogenitu nebo vliv na biomechanické vlastnosti tkání in vivo. Tyto překážky zůstávají předmětem dalšího zkoumání.
Význam publikovaných dat spočívá především v posunu v chápání molekulárního poškození tkání. Potvrzení možnosti enzymatické reverzibility u poškození, které bylo dlouho považováno za ireverzibilní, mění teoretický přístup k řešení projevů stárnutí. Namísto výhradního zaměření na prevenci vzniku těchto modifikací se otevírá prostor pro vývoj metod, které by umožnily aktivní reparaci již vzniklých poškození.
Perspektivy dalšího výzkumu
Autoři studie vnímají vyvinutý enzym jako první krok k širšímu souboru nástrojů pro opravu molekulárních poškození. Dalším cílem vývoje jsou komplexnější struktury, jako je glukosepan, které na rozdíl od CML vytvářejí mezimolekulární vazby mezi proteiny. Současný výzkum představuje základ pro budoucí vývoj systémových řešení, která by mohla cíleně odstraňovat různé typy nahromaděných nežádoucích látek v lidském těle.