Какво всъщност са теломерите и защо те се оказват ключов фактор в такива фундаментални и привидно раздалечени области на медицината като рака и стареенето?

Генетичният материал на клетките е ДНК. В молекулата на ДНК е записана информацията за свойствата и качествата на клетките. Информацията за всяко едно отделно свойство и качество е записана отделно и се нарича ген. По тази причина често оприличават ДНК на книга, в която е записана генетичната информация на организмите.

Във висшите организми тази книга е много дебела, тъй като съдържа десетки хиляди различни гени и трудно може да се чете. За да се облекчи процеса на четенето, тя е разделена на различен брой – от няколко, до няколко десетки тома в зависимост от организма, което позволява по-лесно да се намира нужната информация, тъй като за целта трябва да се разлисти само един определен том, а не цялата книга. Томовете на тази книга на живота представляват отделните хромозоми. Те завършват със специални структури, наречени теломери.

Ако се върнем към аналогията с книгите, теломерите представляват кориците на тези книги. Теломерите представляват специални прости повторени последователности ДНК, които не съдържат генетична информация. Те се синтезират от ензима теломераза, който е активен по време на ембрионалното развитие, но в хода на клетъчната диференцировка трайно се инактивира. По тази причина организмите се раждат с теломери с определена дължина и тя не може да нараства по време на целия им живот. Дълги години, много учени са смятали това са факт.

Ролята на теломерите е двояка. Първо те предпазват хромозомите и информацията в тях. Без наличието на теломери, краищата на ДНК лесно биха се разръфали и накъсали, което ще доведе до загуба на гени. Също така, тъй като краищата на ДНК са лепливи, без теломери отделните хромозоми биха се залепвали и прегрупирали, което ще изменя хромозомния набор на клетките и ще предизвика хромозомна нестабилност, която е една от основните предпоставки за възникване на рак. Така че първата функция на теломерите е да осигуряват хромозомната стабилност. Втората основна функция на теломерите е да осигуряват смъртта на клетките.

В многоклетъчните висши организми безсмъртието на индивидуалните клетки не е добра идея. Всъщност безсмъртието на клетките би бил фатален недостатък. Клетките на висшите организми трябва да могат да се делят, за да осигурят растеж, или да компенсират загинали клетки, но този процес трябва да е под строг контрол и трябва да се прекрати след като растежа престане или органа се възстанови. Ако

клетките продължат да се делят и след този момент, те се превръщат в ракови клетки и организмът умира от рак.

Здравия организъм разполагат с различни механизми да регулират клетъчната пролиферация /новообразуване на клетки/, основните от които са така наречените контролни пунктове на клетъчния цикъл. При възникване на различни екстремни ситуации тези пунктове се активират и предизвикват спиране на клетъчното деление и клетъчна смърт. Тези контролни пунктове са многобройни и многократно дублирани, така че ако един от тях по някакви причини не сработи, то следващият ще блокира клетъчния цикъл, а ако и той не сработи – то по-следващият и т.н. Когато, обаче всички контролни пунктове са провалят и нищо вече не може да спре безконтролното деление на клетките, започва да цъка теломерният часовник.

Теломерният часовник е последната защита на организмите срещу рака и той отмерва броя на деленията, които една клетка може да извърши преди да умре. Принципът на теломерния часовник е следния. ДНК представлява двойна спирала от две взаимно усукани нишки. При репликацията на ДНК ензимния комплекс, който я извършва, се движи по двойната спирала, като разплита зад себе си двете нишки и синтезира върху всяка една от тях нова комплиментарна нишка. В резултат на това от една двойна спирала се получават две двойни спирали, в които едната нишка е от старата ДНК, а втората е новосинтезирана. Когато стигне до края на хромозомата т.е. върху теломерния участък, ензимният комплекс не може да го реплицира, защото е стъпил върху него и няма накъде да отстъпи и затова всяка следваща молекула ДНК е малко по-къса от родителската молекула. По този начин при всяко деление клетките губят по малко от теломерите си и когато те се свършат, клетките умират.

Този механизъм за предпазване от онкопатологии стои и в основата на процеса на стареенето. Стареенето настъпва, когато клетките на даден организъм престанат да се делят, органите и тъканите престават да регенерират и се насищат със стари клетки, което води до влошаване на функциите и в крайна сметка до смърт. Правени са опити в различни организми, включително и висши /мишки и плъхове/, чрез генно инженерни манипулации да се активира ензима теломераза. Целта е била да се удължи живота на тези животни, именно като се избегне действието на теломерния часовник. И наистина в тези случаи е наблюдавано нарастване на теломерите, тъй като генно инженерната теломераза успешно ги е удължила. В случаите когато това е било постигнато, някои от трансгенните животни наистина са преживяли необичайно дълго, но по-голямата част от тях са умирали много млади, дори преди да достигнат репродуктивна възраст, от рак. Тези опити са довели до извода, че теломерният часовник и свързания с него процес на стареене е еволюционно възникнал механизъм за предпазване от рак, и че не е възможно той да бъде деблокиран.

Въпреки това много учени смятат, че е възможно чрез активиране на гените за теломеразата да се постигне значително удължаване на живота без да се предизвика рак и наричат теломеразата „фонтан на живота”. Само бъдещето и то по-скоро по-далечното отколкото близкото бъдеще, ще покаже дали това е възможно. Независимо от въпроса за стареенето и за вечния живот, обаче теломерите и теломеразата вече намират по-непосредствени приложения в практиката във връзка с борбата с онкологичните заболявания

Известно е, че във всички ракови клетки ензима теломераза е активиран, което им е позволило да преодолеят теломерния часовник и да се делят безкрайно. На тази база напоследък интензивно се разработват различни противоракови лекарства, които имат за цел да инактивират теломеразата. Тези лекарства биха били много ефикасни и селективни, тъй като нормалните клетки нямат активна теломераза и няма да се повлияят от тях, а в раковите клетки ще се възстанови теломерния часовник и в крайна сметка те ще загинат.

Пептидни биорегулатори на проф Владимир Хавинсон направиха истинска революция. Той споделя пред “Life”: „Това е най-важното откритие в областта на биологията и медицината. Русия първа победи старостта и създаде рецепта за увеличаване на живота на човека с 40%.”

Чужденците имат разбира се неприкрит интерес към изобретението на Хавинсон. Както е известно, през 2009г. Нобелова награда за медицина получават тримата американци – Елизабет Блекбърн, Керъл Грейдър и Джак Шостак за откриването на лек за старостта, а именно, механизмът за защита на хромозомните теломери.

„Но ние го направихме през 2003 година!” – казва проф. Хавинсон и допълва: „Намерихме начин да активираме теломеразата и теломерите се увеличиха 2,5 пъти и ние публикувахме нашите изследвания в престижен американски научен сборник.” По време на конференцията в Cold Spring Harbor професора показва своята публикация в научния сборник пред бъдещите Нобелови лауреати Елизабет Блекбърн и Керъл Грейдър. След като изслушват доклада му, всички са шокирани и общото мнение е, че всичко това трябва да бъде проверено! И 6 години по-късно същите „критици”, изготвят доклад по същата тема, за което получават Нобеловата награда. „За съжаление, всяко откритие изисква правилно рекламиране!” – признава Хавинсон.

…
Медицински екип на компания Peptides
Валя Тодорова
Сертифициран специалист на Федералната държавна образователна институция за ДПО “Институт за повишаване на квалификация на Федералната медико-биологична агенция”, квалифициран консултант по пептидни и непептидни биорегулатори \ Санкт Петербургски институт по биорегулация и геронтология.
Направи запитване