Výskum ukázal, že tie isté faktory, ktoré spôsobujú poškodenie buniek a môžu viesť k tvorbe nádorov, aktivujú ochranný mechanizmus, ktorý zastavuje produkciu pigmentu vo vlasoch.
Výskum vedcov ukázal, že šedivé vlasy nie sú len znakom starnutia, ale môžu odrážať ochrannú reakciu organizmu na genetické poškodenie, ktoré prispieva k rozvoju rakoviny.
Výskum sa zameral na správanie kmeňových buniek melanocytov, ktoré sú zodpovedné za produkciu melanínu, ktorý dodáva farbu vlasom a pokožke. Za normálnych podmienok sa tieto bunky aktivujú v každom cykle rastu vlasov, delia sa a generujú zrelé melanocyty, ktoré pigmentujú vlasy.
S pribúdajúcim vekom sa táto schopnosť znižuje a vlasy strácajú farbu. Novinkou výskumu bolo, že ukázal, že tento proces nie je vždy spôsobený len opotrebovaním v priebehu času, ale aj biologickým kontrolným systémom, ktorý chráni organizmus.
Výskumníci zistili, že určité typy poškodenia DNA myší, napríklad spôsobené ionizujúcim žiarením, aktivujú ochranný mechanizmus, ktorý spôsobuje, že tieto kmeňové bunky nezvratne dozrievajú. Tento proces vedie k ich vyčerpaniu, bráni ich ďalšiemu deleniu a zbavuje folikuly zdroja pigmentu. Viditeľným výsledkom bolo objavenie sa šedivých vlasov, ale neviditeľný efekt sa ukázal ako kľúčový: zastavením delenia buniek organizmus znižuje pravdepodobnosť, že nebezpečné mutácie sa budú prenášať a viesť k tvorbe nádorov.
„Je to akési vyčerpanie, nazývané bunkové starnutie. Je to obmedzenie celkového počtu delení, ktoré môže bunka prejsť, a zdá sa, že ide o protinádorový mechanizmus, ktorý zabraňuje nekontrolovanému šíreniu náhodných genetických chýb, ktoré sa nadobudli v priebehu času,“ vysvetlila bunková biologička, ktorá sa na výskume nezúčastnila.
Experimentálna práca bola vykonaná na myšiach, kde tím profesora Emiho Nisimuru a docenta Yasuakiho Moriho počas niekoľkých rokov používal metódy sledovania buniek a genetického analýzy. Cieľom bolo sledovať osud jednotlivých kmeňových buniek po ich vystavení rôznym druhom environmentálneho stresu. Výsledky ukázali, že nie všetky poškodenia DNA vyvolávajú rovnakú reakciu. Niektoré agresívne vplyvy podnecujú bunky k starnutiu, zatiaľ čo iné blokujú tento prirodzený brzdný mechanizmus.
Keď kmeňové bunky melanocytov podliehajú dvojitým zlomeninám DNA, spustí sa proces nazývaný senodiferenciácia. Tento mechanizmus, sprostredkovaný signálnou dráhou p53-p21, prinúti bunky dozrieť a stratiť schopnosť samoobnovy.
So zánikom tejto bunkovej rezervy vlasy zošedivejú. Z hľadiska organizmu má táto strata ochrannú funkciu, pretože odstraňuje bunky s potenciálnym poškodením skôr, ako sa môžu premeniť na rakovinové.
Výskum ukázal znepokojujúci kontrast, keď genetické poškodenie bolo spôsobené určitými chemickými karcinogénmi alebo ultrafialovým žiarením B. V týchto prípadoch sa mechanizmus starnutia neaktivoval. Naopak, kmeňové bunky si zachovali schopnosť deliť sa a produkovať pigment, čo umožňovalo vlasom zachovať si svoju farbu.
Z dlhodobého hľadiska malo toto zdanlivé estetické výhody biologickú cenu: replikácia poškodeného DNA prispievala k klonálnemu rozmnožovaniu zmenených buniek a zvyšovala riziko vzniku rakoviny, ako je melanóm.
Podľa výskumníkov bunka prostredie hrá rozhodujúcu úlohu v tomto výsledku.
Signály prichádzajúce z vlasového folikulu, ako je ligand KIT prítomný v okolitých kožných tkanivách, ovplyvňujú rozhodnutie, ktoré prijímajú kmeňové bunky. Keď tieto signály blokujú proces starnutia, poškodené bunky sa neodstraňujú a zostávajú v tkanive, čím vytvárajú priaznivé podmienky pre malígnu transformáciu.
„Jedna a tá istá populácia kmeňových buniek môže ísť opačným smerom, vyčerpať sa alebo rozrásť, v závislosti od typu poškodenia a signálov z okolia,“ uviedla Amy Nishimura, vedúca autorka štúdie, citovaná samotnou Tokijskou univerzitou. Výskumníčka tvrdí, že tento objav núti prehodnotiť súvislosť medzi starnutím a rakovinou, dvoma procesmi, ktoré sa desaťročia študovali ako samostatné javy.
Z tohto hľadiska prestávajú šedivé vlasy byť len kozmetickým znakom a stávajú sa viditeľnou stopou hlbokých mechanizmov bunkovej ochrany. Výskum naznačuje, že organizmus, keď čelí určitým agresívnym vplyvom, uprednostňuje genetickú bezpečnosť pred zachovaním funkcií, ako je pigmentácia. Šedivé vlasy sú teda biologickou cenou za stratégiu, ktorá chráni tkanivá pred vývojom nádorov.
Autori štúdie zdôraznili, že tento jav neznamená, že ľudia so sivými vlasmi sú chránení pred rakovinou. Sivanie vlasov odráža aktiváciu mechanizmu, nie je však absolútnou zárukou. Naznačuje však, že organizmus disponuje kontrolnými systémami, ktoré pri správnom fungovaní obmedzujú proliferáciu poškodených buniek. Problém nastáva, keď sú tieto cesty blokované alebo nefunkčné, či už v dôsledku faktorov životného prostredia alebo abnormálnych signálov z bunkového prostredia.
Súvislosť medzi starnutím, selektívnym ničenie buniek a rakovinou sa prejavila na molekulárnej úrovni. Výskum odhalil biochemické cesty, ktoré nakláňajú misky váh medzi ničením nebezpečných buniek a ich nekontrolovaným rozmnožovaním. V tejto krehkej rovnováhe procesy ako senolýza, ktorá prispieva k kontrolovanému ničeniu starnúcich alebo poškodených buniek, fungujú ako centrálna zložka ochrany organizmu.
Vedci strávili 8 rokov vytváraním tejto mapy bunkových riešení. Použili zvieracie modely na simuláciu normálneho starnutia aj vplyvu karcinogénnych látok. Výsledky ukázali, že senodiferenciácia pôsobí ako prirodzená brzda proti genetickému poškodeniu, zatiaľ čo jej blokovanie otvára cestu k hromadeniu mutácií a vývoju nádorov.
Z širšieho hľadiska táto štúdia ponúka nový prístup k pochopeniu starnutia. Starnutie nie je len degeneratívny proces, zahŕňa aj adaptívne reakcie zamerané na zachovanie integrity organizmu. V tomto kontexte sú šedivé vlasy vonkajším prejavom vnútorného rozhodnutia: obetovať sekundárne funkcie, aby sa predišlo vážnejším dôsledkom.
Ďalším krokom je podľa odborníkov prenesenie týchto pozorovaní na ľudské vlasy. Hoci základné mechanizmy zostávajú u cicavcov zachované, ešte treba potvrdiť, ako tieto cesty fungujú u ľudí a aké faktory prostredia alebo genetiky ovplyvňujú ich aktiváciu.
Porozumenie týchto rozdielov má kľúčový význam pre posúdenie možných klinických aplikácií.
Z dlhodobého hľadiska tieto objavy otvárajú cestu k novým stratégiám prevencie a liečby. Ak sa vedcom podarí modulovať signály, ktoré podnecujú kmeňové bunky k starnutiu alebo rozmnožovaniu, bude možné vyvinúť terapie, ktoré posilnia ochranné mechanizmy bez ovplyvnenia základných funkcií tkanív. V oblasti rakoviny kože môžu byť tieto poznatky obzvlášť dôležité.
V súčasnosti výskum ponúka pohľad na šedivé vlasy z inej perspektívy. To, čo sa po mnoho rokov interpretovalo ako nevyhnutný symbol starnutia, môže byť tiež viditeľnou stopou mikroskopickej bitky, v ktorej sa organizmus snaží chrániť.
V tomto napätí medzi opotrebovaním a ochranou sa šedivé vlasy stávajú pripomienkou toho, že starnutie nemusí vždy znamenať stratu, ale niekedy odzrkadľuje aj tiché stratégie prežitia buniek.
