Čo sa skrýva za bunkami, ktoré nikdy nezostarnú

Prečo starneme? Prečo nás trápia vrásky? Šediny? Prečo slabne náš imunitný systém? Biologička Elizabeth Blackburn sa delí o Nobelovu cenu za prácu pri hľadaní odpovedí na tieto otázky, objavením telomerázu: enzýmu, ktorý obnovuje koncovky na chromozómoch, ktoré sa pri delení bunky poškodzujú. Naučte sa viac o jej prevratnom výskume, ktorý zahŕňa aj to, ako nad procesom starnutia máme možno väčšiu kontrolu, ako si myslíme.

Kde začína koniec?

Pre mňa všetko začalo s týmto krpcom.

Tento roztomilý organizmus,

aspoň podľa mňa je roztomilý,

sa volá Tetrahymena
a ide o jednobunkový organizmus.

Poznáte ho taktiež ako nálevník.

Presne tak, na začiatku
mojej kariéry stál nálevník.

Nikoho neprekvapilo,
že som sa stala vedkyňou.

Vyrastala som odtiaľto veľmi ďaleko

a už ako malá som bola strašne zvedavá
a zaujímalo ma všetko živé.

Dvíhala som smrteľne jedované
medúzy a spievala som im.

Na začiatku mojej kariéry
ma strašne zaujímali

kľúčové záhady tých najzákladnejších
stavebných prvkov života

a našťastie som žila v spoločnosti,

kde moju zvedavosť vedeli oceniť.

Pre mňa bol tento malý nálevník skvelou
príležitosťou skúmať podstatnú záhadu,

na ktorú som bola najviac zvedavá,

zhluky DNA v našich bunkách
známe ako chromozómy.

Najviac ma zaujímali konce chromozómov,

ktoré sa volajú teloméry.

Na začiatku mojej cesty
sme o nich vedeli len to,

že pomáhali chrániť konce chromozómov.

Bolo to dôležité pri delení bunky.

Skutočne dôležité.

Avšak chcela som zistiť zloženie telomérov

a na to som ich potrebovala veľmi veľa.

Náš roztomilý nálevník Tetrahymena má
mnoho krátkych lineárnych chromozómov,

asi tak 20 000, a má teda aj veľa telomér.

Zistila som, že teloméry pozostávajú
zo špeciálnych segmentov nekódujúcej DNA

umiestnených úplne na koncoch chromozómov.

Je tu však jeden problém.

Všetci začíname ako jedna bunka.

Tá sa rozdelí na dve. Dve zase na štyri.

Štyri na osem a tak ďalej, až kým
nevznikne 200 milión miliárd buniek

tvoriacich telo dospelého človeka.

Niektoré z nich sa museli
rozdeliť niekoľko tisíckrát.

Aj teraz, keď tu pred vami stojím,

sa bunky v celom mojom tele
zúrivo delia a dopĺňajú,

aby som tu pred vami mohla zostať stáť.

Pri každom delení bunky musí dôjsť
ku kopírovaniu jej kompletnej DNA,

teda kompletnej kódujúcej
DNA v chromozómoch,

pretože táto prenáša dôležité inštrukcie,

ktoré udržujú bunky v dobrom stave,

aby moje srdcové bunky
udržiavali stabilný rytmus,

čo práve teraz určite nerobia,

a aby moje imunitné bunky dokázali

bojovať proti baktériám a vírusom

a aby naše mozgové bunky ukladali
spomienky, ako je náš prvý bozk,

a celý život sa učili.

V systéme kopírovania DNA je však chyba.

To je jednoducho fakt.

Pri každom delení bunky
a kopírovaní jej DNA sa časť DNA,

ktorá je na koncoch chromozómov,
teda na telomérach, opotrebuje a skráti.

Teloméry môžeme prirovnať k ochranným
koncovkám na šnúrkach topánok.

Tie chránia šnúrky,
alebo chromozómy, pred rozstrapkaním,

a keď sa koniec príliš skráti, tak odpadne

a takto opotrebovaná teloméra
pošle bunke signál:

„DNA už nič nechráni.“

Pošle signál: „Čas zomrieť.“

Takže, tým všetko končí.

Počkať, nie tak rýchlo.

Nemôže sa tým všetko skončiť,
pretože život na Zemi nevymrel.

Bola som zvedavá, ako príroda zaistila,

aby sa chromozómy zachovali aj pri
takomto nevyhnutnom opotrebovaní.

Spomínate si na toho malého nálevníka?

Najšialenejšie vec bola, že jeho bunky
nikdy nezostarli a neodumreli.

Ich teloméry
sa s postupom času neskracovali.

Niekedy sa dokonca predĺžili.

Do hry tu vstupovalo niečo iné

a verte mi, bolo to niečo,
o čom sa v žiadnej knihe nepísalo.

V laboratóriu som pracovala
s výnimočnou študentkou Carol Greider,

s ktorou som sa neskôr
podelila o Nobelovú cenu,

a spolu sme začali experimentovať

a zistili sme, že v bunkách
naozaj existuje ešte niečo iné.

Išlo o dovtedy nepoznaný enzým,

ktorý dokázal obnoviť a predĺžiť teloméry

a ktorý sme nazvali telomeráza.

Keď sme z chromozómov nálevníka
odobrali telomerázu,

jeho teloméry sa opotrebovali a on uhynul.

Veľké množstvo telomerázy
teda spôsobovalo,

že nálevníky nikdy nezostarli.

Toto je skutočne dobrá správa,

ktorou nám nálevník dáva nádej,

pretože sa ukázalo, že vekom
sa naše teloméry skracujú

a pozoruhodne, práve toto skracovanie
spôsobuje, že starneme.

Všeobecne povedané, čím dlhšie máte
teloméry, tým ste na tom lepšie.

Ich skracovanie spôsobuje,

že cítime a vidíme známky starnutia.

Moje kožné bunky začnú odumierať
a začnem vidieť tenké línie – vrásky.

Pigmentové bunky vo vlasoch odumrú.

Začnete vidieť šediny.

Bunky imunitného systému odumrú.

Zvyšuje sa riziko, že ochoriete.

Veľké množstvo výskumov
za posledných 20 rokov jasne ukázalo,

že prirodzený úbytok telomér
prispieva k zvýšenému riziku

kardiovaskulárnych ochorení, alzheimera,
niektorých druhov rakoviny a cukrovky,

čo sú všetko ochorenia,
na ktoré zomiera mnoho ľudí.

Musíme sa nad tým zamyslieť.

Čo sa tu deje?

Spôsobuje úbytok telomér,
že sa cítime a vyzeráme starší? Áno.

Naše teloméry vojnu s úbytkom
rýchlo prehrávajú.

Ľudia, ktorí sa dlhšie cítia mladší,

majú dlhšie teloméry po dlhšiu dobu,

čím sa predlžuje pocit mladosti

a znižuje riziko všetkého toho,

čo nás s pribúdajúcimi
narodeninami najviac desí.

Dobre, tak toto vyzerá
na jednoduché riešenie.

Ak majú teloméry vplyv na to,

ako rýchlo sa cítim stará
a ako rýchlo zostarnem,

a ak ich telomeráza obnovuje,

tak potom na zvrátenie známok a symptómov
starnutia len potrebujem zistiť,

kde by som mohla kúpiť fľašu poriadnej
prvotriednej organickej telomerázy, však?

Super! Je po probléme.

(potlesk)

Počkať, nie tak rýchlo.

Bohužiaľ, takto to nefunguje.

OK, ale prečo?

Genetika totižto ukázala,

že čo sa týka našej telomorázy,

my ľudia žijeme na hrane noža.

Jednoducho povedané,

doplnenie telomerázy síce znižuje
riziko niektorých chorôb,

ale zároveň zvyšuje riziko určitých
dosť nebezpečných druhov rakoviny.

Aj keby ste si kúpili tú fľašu telomerázy,

a existujú mnohé internetové stránky,

ktoré takéto pochybné výrobky ponúkajú,

stále by hrozilo, že sa vystavíte
vyššiemu riziku rakoviny.

To nechceme.

Nemusíte sa však obávať,

hoci si myslím, že je vtipné,

že práve teraz by veľa
z nás bolo radšej nálevníkom.

(smiech)

Čo sa týka telomér a ich udržiavania,
môžeme niečo urobiť aj my ľudia.

Najprv však chcem niečo ujasniť.

Nejde mi o nesmierne predĺženie
ľudského života alebo o nesmrteľnosť.

Ide mi o predĺženie zdravého života.

Ide o obdobie vášho života,

keď netrpíte chorobami,
ste zdraví, produktívni

a naplno si užívate život.

Obdobie chorôb je naopak ten čas,

keď sa cítite starí, chorí a keď umierate.

Skutočná otázka teda je,

že keď už nemôžem popíjať telomerázu,

môžem aspoň nejako
kontrolovať dĺžku svojich telomér

a tým zlepšiť svoj blahobyt a zdravie

a to bez rizika rakoviny?

OK?

Píše sa rok 2000.

Mojou prácou bolo detailne
skúmať maličké teloméry,

čo som s radosťou robila už celé roky,

keď do môjho laboratória jedného dňa
vošla psychologička Elissa Epel.

Je expertkou na následky,

ktoré má vážny chronický psychologický
stres na našu myseľ a telesné zdravie.

Stála v mojom laboratóriu,

z ktorého bol ironicky výhľad
priamo na vchod do márnice...

(smiech)

a položila mi otázku života a smrti.

„Čo sa stane s telomérami ľudí,
ktorí trpia chronickým stresom?“

Viete, zaoberala sa výskumom opatrovníkov,

konkrétne matiek detí trpiacich
chronickými ochoreniami,

ako sú poruchy trávenia, autizmus a pod.,

teda ľudí zjavne vystavených obrovskému
a dlhotrvajúcemu psychologickému stresu.

Musím povedať, že jej otázka
ma nesmierne zmenila.

Celý čas som o telomérach premýšľala
ako o drobných molekulárnych štruktúrach

a myslela som aj na gény,
ktoré ich kontrolujú.

Keď sa ma Elissa opýtala na opatrovníkov,

zrazu som teloméry začala
vidieť v úplne inom svetle.

Nazrela som za gény a chromozómy

do života reálnych ľudí,
ktorých gény sme skúmali.

Sama som mama

a v tej chvíli sa ma hlboko dotkla
predstava týchto žien,

ktoré sa starali o deti trpiace
takýmito ťažkými ochoreniami,

a to často úplne bez pomoci.

Tieto ženy často vyzerajú strhane.

Je možné, že tak vyzerali aj ich teloméry?

Naša zvedavosť začala
pracovať na plné obrátky.

Elissa pre prvú štúdiu vybrala
skupinu matiek – opatrovateliek

a položili sme si túto otázku:

Ako sa mení dĺžka ich telomér
v závislosti od počtu rokov,

počas ktorých sa starali o deti
trpiace chronickými chorobami?

Prešli 4 roky

a jedného dňa sme konečne
mali k dispozícii všetky výsledky.

A Elissa sa pozrela na prvý bodový
diagram a zalapala po dychu.

Jeho údaje vykazovali jasný vzor

a jeho sklon bol presne ten,

ktorého sme sa najviac obávali.

Výsledok sme mali priamo pred sebou.

Čím dlhšie, teda čím viac rokov,
sa matka starala o takéto dieťa,

tým kratšie boli jej teloméry
a to bez ohľadu na jej vek.

Navyše, čím viac cítila,

že je pre ňu celá situácia stresujúca,

tým mala menej telomerázy

a tým kratšie boli jej teloméry.

Objavili sme teda niečo nevídané:

čím viac trpíte chronickým stresom,
tým kratšie sú vaše teloméry,

čo znamená, že vás viac ohrozuje
skoršie obdobie chorôb

a možno aj predčasná smrť.

Naše zistenia znamenali,
že udalosti v živote ľudí

a to, ako na ne ľudia reagujú,

môžu zmeniť ich schopnosť
zachovať teloméry v dobrom stave.

Dĺžka telomér nebola len záležitosťou
veku, teda počtu prežitých rokov.

Otázka, ktorú mi vtedy Elissa položila,

bola skutočne otázkou života a smrti.

Našťastie, v tých údajoch sa ukrývalo
aj niečo, čo nám dávalo nádej.

Všimli sme si, že niektoré matky,

hoci sa roky starostlivo starali o deti,

boli schopné udržať
svoje teloméry v dobrom stave.

Keď sme sa na to pozreli bližšie,

zistili sme u nich odolnosť voči stresu.

Z nejakého dôvodu nevnímali svoje
životné okolnosti ako každodennú hrozbu,

ale ako výzvu,

vďaka čomu sme pochopili
jednu veľmi dôležitú vec,

a to, že starnutie máme pod kontrolou
až po samú úroveň buniek.

Fajn, a teraz sa naša
zvedavosť stala nákazlivou.

Tisícky vedcov z odlišných odborov
prispeli k výskumu telomér

a výsledky ich práce sa začali hromadiť.

Existuje už viac ako 10 000 vedeckých
prác a stále pribúdajú nové.

Nové štúdie rýchlo potvrdili
naše počiatočné zistenie,

že chronický stres
má zlý vplyv na teloméry.

Teraz ich veľa odhaľuje,

že tento konkrétny proces starnutia
dokážeme kontrolovať viac,

akoby sme si kedy vedeli predstaviť.

Napríklad štúdia z Kalifornskej univerzity
v Los Angeles sa zamerala na ľudí,

ktorí sa dlhodobo starali
o blízkych trpiacich demenciou

a skúmala ich schopnosť udržať
teloméry v dobrom stave,

pričom sa zistilo,
že k zlepšeniu tohto stavu stačilo,

ak sa čo i len 12 minút denne
po dobu 2 mesiacov

venovali nejakej forme meditácie.

Záleží teda na prístupe.

Ak stále myslíte negatívne,

na stresovú situáciu typicky
reagujete ako na hrozbu,

teda ak si vás zavolá šéf, automaticky
si pomyslíte: „Chce ma vyhodiť,“

a vaše krvné cievy sa zúžia,

stúpne vám hladina
stresového hormónu kortizolu,

ktorá aj zostane na vysokej úrovni,

a neustále vysoká
hladina kortizolu zapríčiní,

že dôjde k úbytku telomerázy.

Pre teloméry to nie je dobré.

Naopak, ak stresovú situáciu
typicky vnímate ako výzvu,

ktorú musíte zdolať,

potom sa vám do srdca a mozgu rozprúdi krv

a zažijete krátky, ale povzbudzujúci
prudký nárast kortizolu.

Vďaka tomuto prístupu
sa vašim teloméram darí veľmi dobre.

Takže...

Čo nám to hovorí?

Vaše teloméry sa majú dobre.

Skutočne je vo vašich silách ovplyvniť to,

čo sa s nimi deje.

Boli sme však čoraz zvedavejší,

pretože sme sa začali zaujímať o to,

aký vplyv majú faktory mimo nás.

Mohli by tiež ovplyvňovať naše teloméry?

Viete, my ľudia sme
veľmi spoločenské stvorenia.

Je teda možné, že aj naše teloméry
sú spoločenské stvorenia?

Výsledky boli prekvapujúce.

Už od detstva ovplyvňujú
vaše teloméry faktory

ako emočné zanedbávanie,
vystavenie násiliu a rasizmu,

a všetky tieto faktory
majú dlhodobé následky.

Viete si predstaviť ich dopad na deti,
ktoré roky žijú vo vojnovej zóne?

Ľudia, ktorí nemôžu veriť susedom
a vo svojom susedstve sa necítia bezpečne,

mávajú kratšie teloméry.

Takže teloméram záleží aj na vašej adrese.

Na druhú stranu, zomknuté spoločenstvá,
trvajúce manželstvá

a dokonca aj celoživotné priateľstvá
zlepšujú stav telomér.

Čo nám to hovorí?

Hovorí nám to, že dokážem
ovplyvniť svoje teloméry,

ale tiež, že dokážem
ovplyvniť aj tie vaše.

Skúmanie telomér nám ukázalo,
ako veľmi sme prepojení.

Stále som však zvedavá.

Zaujíma ma,

aký odkaz zanecháme ďalším generáciám.

Investujeme do ďalšej mladej ženy
alebo mladého muža,

ktorí budú cez mikroskop sledovať ďalšie
maličké stvorenie, ďalšieho nálevníka,

v snahe nájsť odpoveď na otázku,
ktorú si dnes ani nevieme položiť?

Mohlo by ísť o otázku
s celosvetovým dopadom.

Možno ste však zvedaví sami na seba.

Teraz, keď viete,
ako ochrániť svoje teloméry,

nie ste zvedaví na tie desaťročia
dobrého zdravia, ktoré vás čakajú?

Teraz, keď viete, že môžete
ovplyvniť teloméry iných ľudí,

nie ste zvedaví, ako môžete niečo zmeniť?

Teraz, keď viete,
že zvedavosť môže zmeniť svet,

ako zabezpečíte,

že sa do nej budete investovať
v záujme generácií,

ktoré prídu po nás?

Ďakujem.

(potlesk)