W 1965 naukowcy dowiedzieli się, że ludzkie geny pracują w ten sam sposób jak geny odkryte u bakterii. Dyskusje były toczone przez około 40 lat, a w szczególności od momentu kiedy ludzki genom został całkowicie odkodowany. Jesteśmy teraz w stanie czytać książkę życia, lecz nie jesteśmy w stanie jej zrozumieć.


Geny w ludzkim ciele
Ludzkie ciało składa się z około 100 bilionów komórek. Prawie wszystkie z tych komórek zawierają kompletny materiał genetyczny z 23000 genami. Chromosomy zawierają długą nić DNA, spakowaną w białkowych molekułach, w której zlokalizowane są geny. Jedna komórka somatyczna zawiera 23 pary chromosomów. Jeden gen kontroluje powstawanie jednego lub więcej ilości białek. Są również geny, które w pośredni sposób powodują powstanie białek poprzez aktywację innych genów.


Helisa DNA (Źródło: www.3dscience.com)

Wszystkie te geny wpływają na ludzkie cechy takie jak kolor skóry, włosów czy oczu. Również te geny określają długość ludzkiego życia. Dzisiaj naukowcy gorączkowo poszukują dokładnie tych genów, które odpowiadają za naturalną śmierć komórki. Być może, gdyby możliwa była ich modyfikacja, dłuższe życie byłoby w zasięgu ręki. Właśnie te geny odpowiają za to, że muszka owocowa żyje tylko 3 miesiące, a żółw 150 lat. Czy możliwe jest cofnięcie zegara biologicznego? Ostatnie badania wskazują, że witamina A i karotenoidy reaktywują metabolizm skóry, witaminy z grupy B regulują zawartość wody, natomiast witamina C i E odpowiada za regenerację skóry.

Ponad milion z 23 miliardów komórek ludzkiego ciałą wspomnianych wcześniej wchodzi codziennie na drogę programowanej śmierci. Służy to głównie ich wymianie na młodsze i zdrowsze komórki np. podczas poparzenia skóry słońcem. Komórki z uszkodzonym przez UV materiałem genetycznym muszą zostać usunięte z organizmu w celu minimalizacji ryzyka rozwoju raka. Wiele cząsteczek sygnałowych (tzw. sygnałów śmierci) po uwolnieniu prowadzi do “samobójstwa” komórki; pod ich wpływem materiał genetyczny w jądrze ulega degradacji i komórka umiera.
Jednak z wiekiem „stare” komórki są wymieniane coraz rzadziej. W rezultacie od 40 roku życia skóra staje się cieńsza o jeden procent z każdym rokiem. Zawartość kolagenu i elastyny – białek odpowiedzialnych za sprężystość skóry, zmniejsza się o około dwa procent rocznie. Przyczyną tego są błędy pojawiające się w złożonych procesach metabolicznych. Błędy pojawiają się głównie w centrach energetycznych komórek, w których dochodzi do mutacji, które przyspieszają proces starzenia skóry. Próby ochrony mitochondriów za pomocą różnych substancji jak dotychczas nie powiodły się ze względu na złożoność problemu.


Inżynieria genetyczna
W ciągu kilku ostatnich lat pojawiło się wiele sukcesów na polu inżynierii genetycznej; rybie geny zostały wykorzystane do uodpornienia truskawek na zimno, udało się zwiększyć masę mięśniową myszy, uodpornić kukurydzę na herbicydy etc. Jednak efekty prac w zakresie wzrostu i regeneracji skóry nie doprowadziły jak dotychczas do podobnych sukcesów. Kosmetyk zdolny do wpływu na genetyczne mechanizmy ciągle pozostaje odległym snem, podobnie jak zastosowanie terapii genowej w leczeniu chorób. Uświadomienie sobie jak złożony jest każdy etap kontroli metabolizmu skóry i tkanki łącznej, pozwala wyobrazić sobie jak wiele czasu zajmie osiągnięcie znaczących postępów na tym polu.
Kolejnym ze słabo poznanych zagadnień jest wpływ tzw. cząsteczek sygnałowych na mechanizmy genetyczne w organizmie. Przykładem takiej cząsteczki u ludzi jest insulina, która jest potencjalnym koordynatorem odpowiedzi na stres. Inne cząsteczki tego typu zostały jak dotychczas poddane jedynie prostym badaniom. U szczurów i myszy białka takie jak p53, FoxO, i Ku70 mogą prowadzić do śmierci komórki lub aktywaować mechanizmy naprawcze.
Fibroblasty - komórki tkanki łącznej są kontrolowane przez co najmniej 337 genów; zachowują się w bardzo różny sposób, zależnie od miejsca, w którym powstały. Na dodatek dietetycy są przekonani, że wszystko co wprowadzamy do naszego organizmu wpływa na funkcjonowanie naszych genów.


Fibroblasty (Źródło: www.sciencephoto.com)

Przykładowo witamina C może stymulować komórki do produkcji kolagenu, którego włókna powstają w tzw. retikulum endoplazmatycznym. Jednak dostęp do jądra komórkowego, które zawiera DNA jest ściśle ograniczony i mogą do niego wnikać jedynie białka i składniki pożywienia zdolne do aktywacji genów. 
Badania współzależności między pożywieniem i funkcjonowaniem genów dopiero się rozpoczęły. Być może geny mogą być włączane i wyłączane, wzmacniane lub hamowane przez określone choroby. Oczekiwania wobec wyjaśnienia tych mechanizmów są bardzo wysokie.


Podsumowanie
Wymienione przykłady jedynie ilustrują jak skomplikowane są podstawy opisanych procesów. Badania na tym polu są prowadzone przez wiele laboratoriów na całym świecie. Metody takie jak mikromacierze DNA są konsekwentnie ulepszane i bardziej efektywne. Wyniki mogą okazać się bardzo istotne, szczególnie dla rozwoju preparatów kosmetycznych w ciągu najbliższych lat. Jeżeli pozwolą one na wywołanie znaczących zmian w w skórze i tkance łącznej za pomocą cząsteczek sygnałowych, zrobimy olbrzymi krok na przód. Niestety obecnie pozostaje to ciągle w sferze marzeń.



Tłumaczenie: Cosmetics & Toiletries April 2007