forskere har brugt stamcelleteknologi til at genoprette gamle humane celler til en mere ungdommelig og kraftig tilstand.
gamle humane celler vender tilbage til en mere ungdommelig og kraftig tilstand gennem stamcelleteknologi efter at være induceret til kort at udtrykke et panel af proteiner involveret i embryonal udvikling.
forskerne ved Stanford University School of Medicine fandt også, at ældre mus genvandt ungdommelig styrke, efter at deres eksisterende muskelstamceller blev udsat for foryngende proteinbehandling og transplanteret tilbage i deres kroppe.
proteinerne, kendt som ‘Yamanaka-faktorer’, bruges ofte til at omdanne en voksen celle til såkaldte inducerede pluripotente stamceller eller IPS-celler.
undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications.
foryngende humane celler
undersøgelsen fandt, at inducering af gamle humane celler i en laboratorieskål til kort at udtrykke disse proteiner spoler mange af de molekylære kendetegn ved aldring og gør de behandlede celler næsten ikke skelnelige fra deres yngre kolleger.seniorforfatter af undersøgelsen, Vittorio Sebastiano, ph. d., adjunkt i obstetrik og gynækologi og Skovfamiliefakultetforsker i pædiatrisk translationel medicin, sagde: “når iPS-celler fremstilles af voksne celler, bliver de både ungdommelige og pluripotente. Vi har spekuleret på i nogen tid, om det måske er muligt at spole det aldrende ur tilbage uden at fremkalde pluripotens. Nu har vi fundet ud af, at vi ved tæt at kontrollere varigheden af eksponeringen for disse proteinfaktorer kan fremme foryngelse i flere humane celletyper.”
medforfatter Thomas Rando, professor i neurologi og neurologiske videnskaber og direktør for Stanfords Glenn Center for Biology of Aging, sagde: “Vi er meget begejstrede for disse fund. Mine kolleger og jeg har forfulgt foryngelse af væv siden vores undersøgelser i begyndelsen af 2000 ‘ erne afslørede, at systemiske faktorer kan gøre gamle væv yngre.”
proteins rolle i foryngelse
forskere i Sebastianos laboratorium fremstiller iPS-celler fra voksne celler, såsom dem, der komponerer hud, ved gentagne gange at udsætte dem over en periode på cirka to uger for et panel af proteiner, der er vigtige for tidlig embryonal udvikling ved at introducere daglige, kortvarige RNA-meddelelser i de voksne celler. RNA-meddelelserne koder for instruktionerne til fremstilling af Yamanaka-proteinerne. Over tid spoler disse proteiner cellernes skæbneog skubber dem bagud langs udviklingstidslinjen, indtil de ligner de unge, embryonlignende pluripotente celler, hvorfra de stammer.
under denne proces kaster cellerne ikke kun minder om deres tidligere identiteter, men de vender tilbage til en yngre tilstand. De opnår denne transformation ved at tørre deres DNA rent af de molekylære tags, der ikke kun adskiller en hudcelle fra en hjertemuskelcelle, men af andre tags, der akkumuleres som en celle aldre.
forskerne sammenlignede genekspressionsmønstrene for behandlede celler og kontrolceller, begge opnået fra ældre voksne, med dem fra ubehandlede celler fra yngre mennesker, og fandt ud af, at celler fra ældre udviste tegn på aldringsomvendelse efter kun fire dages eksponering for omprogrammeringsfaktorerne. Mens ubehandlede ældre celler udtrykte højere niveauer af gener forbundet med kendte aldringsveje, lignede behandlede ældre celler mere yngre celler i deres mønstre af genekspression.
da forskerne studerede mønstre af aldringsassocierede kemiske tags kaldet methylgrupper, der tjener som indikator for en celles kronologiske alder, fandt de, at de behandlede celler syntes at være omkring 1,5 til 3,5 år yngre i gennemsnit end ubehandlede celler fra ældre mennesker, med toppe på 3,5 år (i hudceller) og 7,5 år (i celler, der linjer blodkar).
forskerne isolerede også celler fra brusk hos mennesker med og uden slidgigt og fandt, at den midlertidige eksponering af de osteoarthritiske celler for omprogrammeringsfaktorerne reducerede sekretionen af inflammatoriske molekyler og forbedrede cellernes evne til at opdele og fungere.
forskerne optimerer nu panelet af omprogrammeringsproteiner, der er nødvendige for at forynge humane celler, og undersøger muligheden for at behandle celler eller væv uden at fjerne dem fra kroppen.
