Molekulární poškození, které se během celého života mimo jiné hromadí v našich cévách, kůži či očních čočkách, bylo po desetiletí považováno za definitivní a nevratný průvodní jev stárnutí. Mezinárodní tým expertů však nyní v časopise Nature Communications zveřejnil zásadní objev. Pomocí laboratorně usměrňované evoluce vyvinuli enzym, který dokáže stabilní chemické vazby vzniklé stárnutím rozbít a navrátit poškozeným bílkovinám jejich původní, zdravou strukturu. Jde o krok k zastavení stárnutí?

Cukr v našem těle neslouží jen jako palivo pro energii. Část cukrů se v průběhu let nepozorovaně a bez kontroly přilepuje na bílkoviny v našich cévách, kůži či očních čočkách. Tento proces připomíná pomalé „karamelizování“ uvnitř organismu. Postupně při něm vznikají velmi odolné chemické usazeniny (odborně nazývané AGEs).

Jednou z nejodolnějších usazenin je sloučenina s názvem CML. Funguje v těle jako jakési molekulární lepidlo, které trvale spojuje a deformuje základní stavební kameny našich tkání. Výsledkem je, že cévní stěny tuhnou, kůže ztrácí elasticitu a tvoří se vrásky. Aby toho nebylo málo, tato usazenina neustále dráždí imunitní systém a vyvolává v těle chronický zánět. Zatímco s běžnými odpadními látkami si tělo poradí, tato hmota zůstává v tkáních celoživotně.

Inženýrství na úrovni půl miliardy enzymatických variant

Aby výzkumníci tento problém vyřešili, museli vytvořit nástroj, který dokáže škodlivou usazeninu CML přesně rozpoznat a rozbít. A to aniž by přitom poškodil okolní zdravé tkáně. Využili k tomu proces zvaný řízená evoluce. V podstatě jde o zrychlený přírodní výběr probíhající v laboratoři. Pomocí počítačových modelů a umělé inteligence prověřili gigantické množství mikroskopických variant.

„V práci popisujeme vývoj CMLázy – enzymu vytvořeného pomocí řízené evoluce více než 500 milionů variant, který specificky oxiduje CML a obnovuje původní lyzinový zbytek,“ uvádí mezinárodní vědecký tým.

Výsledkem několikaleté práce je uměle vylepšený enzym nazvaný CMLáza. Funguje jako vysoce přesný klíč: vyhledá zkaramelizovanou část bílkoviny, odřízne z ní škodlivý chemický nános a navrátí bílkovině její původní, zdravou podobu.

Přesvědčivé výsledky v lidských tkáních od starších dárců

Funkčnost nového enzymu vědci nepřezkoumávali jen ve zkumavkách, ale otestovali ho přímo na reálných lidských tkáních získaných od dárců ve věku od 20 do 75 let. Výsledky předčily očekávání.

„Prokazujeme, že CMLáza účinně odstraňuje modifikace CML u modelových proteinů in vitro i ve vzorcích lidských tkání od starších dárců, což poskytuje důkaz konceptu, že poškození proteinů – dříve považované za nevratné – podléhá enzymatické opravě,“ oznamují výzkumníci ve své zprávě.

Mohlo by vás zajímat

  • Oční čočky (dárce 64 let): Enzym z nich dokázal odstranit 45 % až 78 % nahromaděného chemického odpadu.
  • Cévní stěny a srdečnice (dárce 75 let): Vzorky aorty ošetřené enzymem vykazovaly více než 70% pokles škodlivých usazenin v okolí cévních plátů.
  • Lidská kůže: U starších dárců se po zásahu enzymu snížilo poškození o více než 55 %. Množství odpadních látek v kůži sedmdesátníků se tak dostalo na nižší úroveň, než jakou mají běžní třicetiletí lidé.
  • Nulové vedlejší škody: Enzym čistil výhradně poškozená místa a nijak nenarušil zdravou strukturu bílkovin.

První krůček k lidské nesmrtelnosti?

Autoři studie zůstávají nohama na zemi a zdůrazňují, že od laboratorního úspěchu k pilulce či injekci v lékárně vede ještě dlouhá cesta. Bude nutné ověřit, jak dopravit enzym hluboko do živých orgánů v těle a jak zajistit, aby na něj imunitní systém nereagoval alergicky.

Přesto objev CMLázy ale zásadně mění náš pohled na biologický věk. Ukazuje totiž, že stárnutí není jednosměrná ulice. „Snížení zátěže CML u dlouhověkých, starých proteinů může představovat životaschopnou strategii ke snížení zátěže nemocemi u stárnoucích jedinců a pacientů s diabetem,“ shrnují vědci v závěru výzkumu.