داستان، همانطور که اغلب در علم اتفاق می افتد، بسیار جذاب به نظر می رسید. سلول ها یک ساعت مولکولی دارند که تعیین می کند چقدر عمر می کنند. اگر بتوانید ساعت را متوقف کنید، سلول ها می توانند به طور نامحدود زندگی کنند. و همین امر باید در مورد افرادی که در نهایت از سلول ساخته شده اند نیز صدق کند. ساعت های سلولی را متوقف کنید و می توانید جوان بمانید.
این ساعت‌ها به شکل کلاهک‌هایی در انتهای کروموزوم‌ها هستند – رشته‌های پیچ خورده طولانی DNA حامل ژن‌های سلول‌ها. کلاهک‌های کروموزوم‌ها که تلومر نامیده می‌شوند، زنجیره‌ای از بخش‌های کوتاه و مکرر DNA هستند. هر بار که یک سلول تقسیم می شود، تلومرهای آن کمی کوتاه تر می شوند تا اینکه در نهایت آنقدر کوتاه می شوند که سلول می میرد.
دکتر مری آرمانیوس، استاد سرطان شناسی در دانشکده پزشکی دانشگاه جان هاپکینز و مدیر می گوید: «تصور می شد که تلومرهای کوتاه بد هستند – افراد مبتلا به سندرم پیری زودرس تلومرهای کوتاه داشتند – بنابراین، بر اساس قیاس، تلومرهای بلند خوب تصور می شدند. مرکز تلومر در مرکز جامع سرطان سیدنی کیمل. “و هر چه طولانی تر بهتر.”
اما، البته، هیچ چیز در زیست شناسی به این سادگی نیست. و مقاله ای که روز پنجشنبه در مجله پزشکی نیوانگلند منتشر شد، با نتایج مطالعه ای که دکتر آرمانیوس رهبری کرد، نشان می دهد که داستان تلومر نیز از این قاعده مستثنی نیست. در حالی که تلومرهای کوتاه منجر به مشکلات سلامتی می شوند، تلومرهای بلند منجر به مشکلات سلامتی خود می شوند. به نظر می رسد تلومرهای طولانی به دور از افزایش عمر، باعث سرطان و اختلال خونی به نام CHIP می شوند، وضعیتی که خطر سرطان خون و بیماری قلبی را افزایش می دهد.
دکتر الیزابت بلکبرن، استاد برجسته دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو، که برنده جایزه نوبل برای کشف آنزیمی که در ساخت تلومرها نقش دارد و در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: این مقاله “مقاله زیبایی” بود که برای نشان دادن ارتباط مستقیم بین تلومرهای طولانی و بیماری، فراتر از همبستگی ها رفت. او افزود که این تحقیق “کل این مبادله را روشن می کند.”
برای دکتر آرمانیوس، این اوج کاری است که او 20 سال پیش آغاز کرد.
هنگامی که دانشمندان مطالعه تلومرها را آغاز کردند، مشاهده کردند که افراد جوان نسبت به افراد مسن دارای طول بلندتری هستند. وقتی سلول‌ها در آزمایشگاه رشد می‌کنند، تلومرهای آنها مانند یک ساعت تیک تاک عمل می‌کنند و تعیین می‌کنند که چقدر باید زنده بمانند.
به زودی، تلومرها به عنوان راز پیری مورد استقبال قرار گرفتند – شرکت ها تبلیغ کردند که می توانند سن بیولوژیکی شما را با اندازه گیری طول تلومرهای شما تشخیص دهند. دیگران گفتند که با حفظ تلومرها با مکمل ها می توانید عمر خود را افزایش دهید.
اما دکتر آرمانیوس و سایر محققان متوجه شده بودند که طول تلومرها محدود به محدوده باریکی به نظر می رسد، که نشان می دهد برای تلومرهای بسیار بلند یا بسیار کوتاه باید بهایی پرداخت.
به نظر می رسد مطالعات جمعیتی توسط چندین گروه از این ایده حمایت می کند. آنها همبستگی – نه یک علت و معلول – با افزایش خطرات بیماری در هر دو انتهای طیف تلومر طبیعی پیدا کردند.
به نظر می‌رسد افرادی که تلومرهای کوتاه‌تر از حد متوسط دارند، با افزایش خطر مشکلات سیستم ایمنی و انواع بیماری‌های دژنراتیو، و همچنین فیبروز ریوی، یک بیماری ریوی، مواجه هستند. به نظر می رسد افرادی که تلومرهای بلندتر از حد متوسط دارند، خطر ابتلا به سرطان را نسبتاً افزایش می دهند.
با این حال، برخی معماها وجود داشت.
دکتر بنجامین ایبرت، رئیس انکولوژی پزشکی در موسسه سرطان دانا فاربر، گفت: «برخی ارگانیسم‌ها مانند موش‌ها تلومرهای بلند دیوانه‌ای دارند. “و موش ها آنقدر عمر نمی کنند.”
دکتر آرمانیوس، به عنوان یک متخصص ژنتیک انسانی، راه دریافت پاسخ را مطالعه انسان ها می دانست. او گفت: “چیزهایی وجود دارد که شما نمی توانید از مطالعه سلول ها استنباط کنید.”
او گفت که او مشکوک بود که “شما نمی توانید تلومرها را بدون قیمت دراز کنید” و شروع به جستجوی افرادی با تلومرهای بسیار بلند کرد تا بپرسد این قیمت ممکن است چقدر باشد.
او تصمیم گرفت به دنبال افرادی با یک جهش ژنتیکی مشترک، POT1، که می تواند منجر به تلومرهای طولانی شود، بگردد. شناخته شده بود که خطر ابتلا به سرطان را افزایش می دهد، اما بیشتر محققان فکر می کردند به دلایلی غیر از طولانی شدن تلومرها است.
او در نهایت با 17 نفر از پنج خانواده به پایان رسید. آنها بین 7 تا 83 سال سن داشتند و تلومرهای فوق العاده بلندی داشتند.
آنها همچنین دارای تومورهایی بودند، از خوش خیم، مانند گواتر و فیبروم رحم، تا بدخیم، مانند سرطان های ملانوما و خون. در طول این مطالعه دو ساله، چهار بیمار بر اثر انواع سرطان جان خود را از دست دادند.
هریت براون، 73 ساله، از فردریک، دکتر، یکی از شرکت کنندگان در مطالعه با تلومرهای بسیار طولانی است. او تومورهای خوش خیم به نام پاراگانگلیوما در گردن و گلو، سرطان تیروئید و دو ملانوم داشته است. او همچنین دارای CHIP، اختلال خونی مرتبط با بیماری قلبی و سرطان خون است.
او اسکن‌ها و معاینات مکرر انجام می‌دهد، اما به گفته او، «در حال حاضر کار زیادی نمی‌توانم انجام دهم»، زیرا هیچ راهی برای جلوگیری از رشد تومورهای بیشتر وجود ندارد.
دکتر نورمن شارپلس، استاد سیاست و نوآوری سرطان در دانشکده پزشکی دانشگاه کارولینای شمالی و مدیر سابق مؤسسه ملی سرطان، گفت: تأثیر تلومرهای بلند بر روی افرادی مانند خانم براون کاملاً منطقی است.
او گفت: «تلومرهای طولانی باعث رشد سلول‌ها نمی‌شوند. این به این دلیل است که آنها ترمز لازم برای متوقف کردن رشد آنها را ندارند.” و از آنجایی که تلومرهای افراد مبتلا به جهش POT1 با هر تقسیم سلولی کوتاه‌تر نمی‌شوند، سلول‌ها در اطراف آویزان هستند و به طور منظم تقسیم می‌شوند. هرچه بیشتر در بدن تقسیم شوند، زمان بیشتری برای جمع آوری جهش های تصادفی دارند که برخی از آنها باعث رشد تومور می شوند.
این به ویژه در خون، جایی که سلول ها به طور مداوم در حال تولید هستند، صادق است. جهش‌های POT1 در برخی از این سلول‌های خونی می‌توانند به آنها فرصت دهند تا جهش‌های دیگری را که به آنها مزیت انتخابی در رشد می‌دهد، جمع کنند. به زودی برخی از این سلول های خونی جهش یافته تقریباً بر مغز استخوان فرد تسلط پیدا می کنند. نتیجه CHIP است.
این یک دیدگاه جدید از CHIP است. تصور بر این بود که از آنجایی که افراد مبتلا به CHIP در معرض افزایش خطر ابتلا به سرطان خون هستند، این CHIP خود باعث سرطان می شود.
در عوض، دکتر آرمانیوس گفت، تلومرهای بلند هم در حال ایجاد CHIP هستند و هم به طور مستقل به سلول‌ها زمان می‌دهند تا جهش‌های سرطان‌زا ایجاد کنند.
دکتر شارپلس گفت: “زیست شناسی پیری بسیار پیچیده تر از آن چیزی است که ما امیدوار بودیم.”
یا همانطور که دکتر بلکبرن مشاهده کرد: تلومرهای بلند راز جوانی ابدی نیستند.
او گفت: “هیچ ناهار رایگان وجود ندارد.”