Η απόκριση του δέρματός σας στην έκθεση στον ήλιο μπορεί να σας φαίνεται ότι αργεί, αλλά σύμφωνα με έρευνα δημοσιεύτηκε στο Journal of Investigative Dermatology, υπάρχει ένας καλός λόγος για αυτό.
Μέσα από πειράματα τόσο στο δέρμα του ανθρώπου όσο και σε ποντίκια, μια ομάδα με επικεφαλής τον μοριακό βιολόγο Nadav Elkoshi του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ στο Ισραήλ ανακάλυψε ότι το μαύρισμα γίνεται εμφανές μόνο αφού το δέρμα φροντίσει για την επείγουσα επισκευή του DNA.
«Έχουμε δύο μηχανισμούς που έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν το δέρμα από την έκθεση στην επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία», εξηγεί ο Elkoshi.
«Ο πρώτος μηχανισμός επιδιορθώνει το DNA στα κύτταρα του δέρματος που έχουν καταστραφεί από την ακτινοβολία, ενώ ο δεύτερος μηχανισμός περιλαμβάνει αυξημένη παραγωγή μελανίνης, η οποία σκουραίνει το δέρμα για να το προστατεύσει από μελλοντική έκθεση στην ακτινοβολία».
Ο Elkoshi και η ομάδα του υπέθεσαν ότι η καθυστέρηση στο μαύρισμα είναι αποτέλεσμα ιεράρχησης των πόρων. Βασικά, όλοι οι πόροι του κυττάρου κινητοποιούνται για την αποκατάσταση της βλάβης από την ακτινοβολία όσο το δυνατόν γρηγορότερα. Μόνο όταν ολοκληρωθεί αυτή η εργασία, το κύτταρο μπορεί να διαθέσει πόρους για την παραγωγή μελανίνης.
Για να ελέγξουν αυτή την υπόθεση, οι ερευνητές εξέθεσαν αρχικά το ανθρώπινο δέρμα i, σε ακτινοβολία UVB, ( το δέρμα ελήφθη από ασθενείς που είχαν συναινέσει σε χειρουργική επέμβαση και καλλιεργήθηκε σε πλακίδια Petri). Αυτό έγινε για να μπορέσουν να μελετήσουν τη δραστηριότητα στο κύτταρο ως απόκριση στη βλάβη της ακτινοβολίας.
Επιβεβαίωσαν ότι μια πρωτεϊνική κινάση που ονομάζεται ATM, που ενεργοποιείται από βλάβες στο DNA και είναι κρίσιμη για την επισκευή των κυττάρων, αναδύεται και δραστηριοποιείται λίγο μετά την έκθεση στην ακτινοβολία UVB. Αυτό είναι ενδιαφέρον, αλλά η ομάδα χρειαζόταν περισσότερες πληροφορίες.
Έτσι, το επόμενο βήμα ήταν να ενεργοποιηθεί η δραδτηριοποίηση του ATM απουσία έκθεσης σε UVB και να παρατηρηθούν τα αποτελέσματα. Αυτή η φάση του πειράματος διεξήχθη σε μοντέλα ποντικιών και σε δείγματα ανθρώπινου δέρματος. Τόσο στο δέρμα του ποντικού όσο και στο ανθρώπινο δέρμα, το μαύρισμα αναπτύχθηκε μετά από ένα διάστημα, ακόμη και με την απουσία επιβλαβούς ακτινοβολίας.
Μια προσεκτική επιθεώρηση των εμπλεκόμενων κυτταρικών διεργασιών έδειξε ότι η ενεργοποίηση του ATM εμποδίζει την ενεργοποίηση της πρωτεΐνης MITF που είναι υπεύθυνη για την αύξηση της παραγωγής μελανίνης, έτσι ώστε η επισκευή του DNA να μπορεί να έχει προτεραιότητα.
Μόνο αφού τα κύτταρα έχουν επιδιορθώσει τη γενετική πληροφορία στο μέγιστο των δυνατοτήτων τους, αρχίζουν να παράγουν αυξημένη μελανίνη που σκουραίνει το δέρμα, η οποία δημιουργεί φυσική προστασία στο γενετικό υλικό του κυττάρου, προστατεύοντας από την επόμενη έκθεση σε ακτινοβολία.
«Οι γενετικές πληροφορίες πρέπει να προστατεύονται από μεταλλάξεις, επομένως αυτός ο μηχανισμός επιδιόρθωσης έχει προτεραιότητα μέσα στο κύτταρο κατά την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία από τον ήλιο», εξηγεί ο Carmit Levy, βιοχημικός και μοριακός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ.
«Ο μηχανισμός επιδιόρθωσης του DNA ουσιαστικά λέει σε όλους τους άλλους μηχανισμούς στο κύτταρο, “Σταματήστε τα πάντα και αφήστε με να δουλέψω με την ησυχία μου”. Το ένα σύστημα παραλύει αποτελεσματικά το άλλο, έως ότου η διόρθωση του DNA φτάσει στο αποκορύφωμά της, που συμβαίνει λίγες ώρες μετά την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία».
Η ομάδα υποπτεύεται ότι η επισκευή του DNA μπορεί ακόμη και να αξιοποιήσει ορισμένα από τα συστατικά του μηχανισμού μελάγχρωσης προκειμένου να μεγιστοποιήσει τις πιθανότητες επιβίωσης των κυττάρων και να ελαχιστοποιήσει τις πιθανότητες μετάλλαξης.
Η ανακάλυψη, λέει η ομάδα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη, την κατανόηση, την πρόληψη και τη θεραπεία των επιπτώσεων της βλάβης από την ακτινοβολία του δέρματος.
«Αυτή η επιστημονική ανακάλυψη αποκάλυψε έναν μοριακό μηχανισμό που θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως βάση για περαιτέρω έρευνα που μπορεί να οδηγήσει σε καινοτόμες θεραπείες που θα παρέχουν τη μέγιστη προστασία του δέρματος από τις βλάβες από την ακτινοβολία», λέει ο Levy.
«Μακροπρόθεσμα, μπορεί ακόμη και να συμβάλει στην πρόληψη του καρκίνου του δέρματος».
Με πληροφορίες από: Science alert
Η απόκριση του δέρματός σας στην έκθεση στον ήλιο μπορεί να σας φαίνεται ότι αργεί, αλλά σύμφωνα με έρευνα δημοσιεύτηκε στο Journal of Investigative Dermatology, υπάρχει ένας καλός λόγος για αυτό.
Μέσα από πειράματα τόσο στο δέρμα του ανθρώπου όσο και σε ποντίκια, μια ομάδα με επικεφαλής τον μοριακό βιολόγο Nadav Elkoshi του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ στο Ισραήλ ανακάλυψε ότι το μαύρισμα γίνεται εμφανές μόνο αφού το δέρμα φροντίσει για την επείγουσα επισκευή του DNA.
«Έχουμε δύο μηχανισμούς που έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν το δέρμα από την έκθεση στην επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία», εξηγεί ο Elkoshi.
«Ο πρώτος μηχανισμός επιδιορθώνει το DNA στα κύτταρα του δέρματος που έχουν καταστραφεί από την ακτινοβολία, ενώ ο δεύτερος μηχανισμός περιλαμβάνει αυξημένη παραγωγή μελανίνης, η οποία σκουραίνει το δέρμα για να το προστατεύσει από μελλοντική έκθεση στην ακτινοβολία».
Ο Elkoshi και η ομάδα του υπέθεσαν ότι η καθυστέρηση στο μαύρισμα είναι αποτέλεσμα ιεράρχησης των πόρων. Βασικά, όλοι οι πόροι του κυττάρου κινητοποιούνται για την αποκατάσταση της βλάβης από την ακτινοβολία όσο το δυνατόν γρηγορότερα. Μόνο όταν ολοκληρωθεί αυτή η εργασία, το κύτταρο μπορεί να διαθέσει πόρους για την παραγωγή μελανίνης.
Για να ελέγξουν αυτή την υπόθεση, οι ερευνητές εξέθεσαν αρχικά το ανθρώπινο δέρμα i, σε ακτινοβολία UVB, ( το δέρμα ελήφθη από ασθενείς που είχαν συναινέσει σε χειρουργική επέμβαση και καλλιεργήθηκε σε πλακίδια Petri). Αυτό έγινε για να μπορέσουν να μελετήσουν τη δραστηριότητα στο κύτταρο ως απόκριση στη βλάβη της ακτινοβολίας.
Επιβεβαίωσαν ότι μια πρωτεϊνική κινάση που ονομάζεται ATM, που ενεργοποιείται από βλάβες στο DNA και είναι κρίσιμη για την επισκευή των κυττάρων, αναδύεται και δραστηριοποιείται λίγο μετά την έκθεση στην ακτινοβολία UVB. Αυτό είναι ενδιαφέρον, αλλά η ομάδα χρειαζόταν περισσότερες πληροφορίες.
Έτσι, το επόμενο βήμα ήταν να ενεργοποιηθεί η δραδτηριοποίηση του ATM απουσία έκθεσης σε UVB και να παρατηρηθούν τα αποτελέσματα. Αυτή η φάση του πειράματος διεξήχθη σε μοντέλα ποντικιών και σε δείγματα ανθρώπινου δέρματος. Τόσο στο δέρμα του ποντικού όσο και στο ανθρώπινο δέρμα, το μαύρισμα αναπτύχθηκε μετά από ένα διάστημα, ακόμη και με την απουσία επιβλαβούς ακτινοβολίας.
Μια προσεκτική επιθεώρηση των εμπλεκόμενων κυτταρικών διεργασιών έδειξε ότι η ενεργοποίηση του ATM εμποδίζει την ενεργοποίηση της πρωτεΐνης MITF που είναι υπεύθυνη για την αύξηση της παραγωγής μελανίνης, έτσι ώστε η επισκευή του DNA να μπορεί να έχει προτεραιότητα.
Μόνο αφού τα κύτταρα έχουν επιδιορθώσει τη γενετική πληροφορία στο μέγιστο των δυνατοτήτων τους, αρχίζουν να παράγουν αυξημένη μελανίνη που σκουραίνει το δέρμα, η οποία δημιουργεί φυσική προστασία στο γενετικό υλικό του κυττάρου, προστατεύοντας από την επόμενη έκθεση σε ακτινοβολία.
«Οι γενετικές πληροφορίες πρέπει να προστατεύονται από μεταλλάξεις, επομένως αυτός ο μηχανισμός επιδιόρθωσης έχει προτεραιότητα μέσα στο κύτταρο κατά την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία από τον ήλιο», εξηγεί ο Carmit Levy, βιοχημικός και μοριακός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ.
«Ο μηχανισμός επιδιόρθωσης του DNA ουσιαστικά λέει σε όλους τους άλλους μηχανισμούς στο κύτταρο, “Σταματήστε τα πάντα και αφήστε με να δουλέψω με την ησυχία μου”. Το ένα σύστημα παραλύει αποτελεσματικά το άλλο, έως ότου η διόρθωση του DNA φτάσει στο αποκορύφωμά της, που συμβαίνει λίγες ώρες μετά την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία».
Η ομάδα υποπτεύεται ότι η επισκευή του DNA μπορεί ακόμη και να αξιοποιήσει ορισμένα από τα συστατικά του μηχανισμού μελάγχρωσης προκειμένου να μεγιστοποιήσει τις πιθανότητες επιβίωσης των κυττάρων και να ελαχιστοποιήσει τις πιθανότητες μετάλλαξης.
Η ανακάλυψη, λέει η ομάδα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη, την κατανόηση, την πρόληψη και τη θεραπεία των επιπτώσεων της βλάβης από την ακτινοβολία του δέρματος.
«Αυτή η επιστημονική ανακάλυψη αποκάλυψε έναν μοριακό μηχανισμό που θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως βάση για περαιτέρω έρευνα που μπορεί να οδηγήσει σε καινοτόμες θεραπείες που θα παρέχουν τη μέγιστη προστασία του δέρματος από τις βλάβες από την ακτινοβολία», λέει ο Levy.
«Μακροπρόθεσμα, μπορεί ακόμη και να συμβάλει στην πρόληψη του καρκίνου του δέρματος».
Με πληροφορίες από: Science alert
