naukowcy wykorzystali technologię komórek macierzystych, aby przywrócić stare ludzkie komórki do młodzieńczego i energicznego stanu.
stare komórki ludzkie wracają do młodzieńczego i energicznego stanu dzięki technologii komórek macierzystych, po indukcji do krótkiego wyrażenia panelu białek zaangażowanych w rozwój embrionalny.
naukowcy ze Stanford University School Of Medicine odkryli również, że starsze myszy odzyskały młodzieńczą siłę po tym, jak ich istniejące komórki macierzyste mięśni poddano odmładzającemu leczeniu białkowemu i przeszczepiono z powrotem do ich ciał.
białka, znane jako „czynniki Yamanaka”, są powszechnie używane do przekształcenia dorosłej komórki w tak zwane indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste lub komórki iPS.
badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.
Odmładzanie ludzkich komórek
badanie wykazało, że indukowanie starych ludzkich komórek w naczyniu laboratoryjnym do krótkiej ekspresji tych białek przewija wiele molekularnych cech starzenia się i sprawia, że leczone komórki są prawie nie do odróżnienia od ich młodszych odpowiedników.
starszy autor badania, dr Vittorio Sebastiano, adiunkt położnictwa i ginekologii oraz stypendysta Wydziału Woods Family w pediatrycznej medycynie Translacyjnej, powiedział: „kiedy komórki iPS są wykonane z komórek dorosłych, stają się zarówno młodzieńcze, jak i pluripotentne. Zastanawialiśmy się od jakiegoś czasu, czy można po prostu cofnąć zegar starzenia bez wywoływania pluripotencji. Teraz odkryliśmy, że poprzez ścisłą kontrolę czasu ekspozycji na te czynniki białkowe, możemy promować odmłodzenie w wielu ludzkich typach komórek.”
współautor Thomas Rando, profesor neurologii i nauk neurologicznych oraz dyrektor Glenn Center for the Biology of Aging w Stanford, powiedział: „Jesteśmy bardzo podekscytowani tymi odkryciami. Moi koledzy i ja dążyliśmy do odmłodzenia tkanek, ponieważ nasze badania na początku 2000 roku wykazały, że czynniki systemowe mogą sprawić, że stare tkanki będą młodsze.”
rola białek w odmładzaniu
naukowcy z laboratorium Sebastiano wytwarzają komórki iPS z komórek dorosłych, takich jak te, które tworzą skórę, poprzez wielokrotne wystawianie ich w okresie około dwóch tygodni na panel białek ważnych dla wczesnego rozwoju embrionalnego poprzez wprowadzanie codziennych, krótkotrwałych wiadomości RNA do komórek dorosłych. Wiadomości RNA kodują instrukcje tworzenia białek Yamanaka. Z biegiem czasu białka te cofają tkankę tłuszczową komórek i przesuwają je do tyłu wzdłuż osi czasu rozwoju, aż będą przypominały Młode, embrionalne komórki pluripotencjalne, z których pochodzą.
podczas tego procesu komórki nie tylko tracą pamięć o swoich wcześniejszych tożsamościach, ale powracają do młodszego stanu. Dokonują tej transformacji, czyszcząc swoje DNA z cząsteczkowych znaczników, które nie tylko odróżniają, powiedzmy, komórkę skóry od komórki mięśnia sercowego, ale także innych znaczników, które gromadzą się w miarę starzenia się komórki.
naukowcy porównali wzorce ekspresji genów leczonych komórek i komórek kontrolnych, zarówno uzyskane od osób w podeszłym wieku, z tych nieleczonych komórek od osób młodszych, i okazało się, że komórki od osób w podeszłym wieku wykazywały oznaki odwrócenia starzenia się po zaledwie czterech dniach ekspozycji na czynniki przeprogramowywania. Podczas gdy nieleczone starsze komórki wyrażały wyższe poziomy genów związanych ze znanymi szlakami starzenia się, leczone starsze komórki bardziej przypominały młodsze komórki w swoich wzorcach ekspresji genów.
kiedy naukowcy badali wzorce tagów chemicznych związanych ze starzeniem się zwanych grupami metylowymi, które służą jako wskaźnik wieku chronologicznego komórki, odkryli, że leczone komórki wydają się być średnio o 1,5 do 3,5 roku młodsze niż nieleczone komórki od osób starszych, ze szczytami 3,5 roku (w komórkach skóry) i 7,5 roku (w komórkach linii naczyń krwionośnych).
naukowcy wyizolowali również komórki z chrząstki osób z chorobą zwyrodnieniową stawów i bez niej i odkryli, że tymczasowe narażenie komórek kostno-stawowych na czynniki przeprogramowujące zmniejszyło wydzielanie cząsteczek zapalnych i poprawiło zdolność komórek do podziału i funkcjonowania.
naukowcy optymalizują obecnie panel przeprogramowywania białek potrzebnych do odmłodzenia ludzkich komórek i badają możliwość leczenia komórek lub tkanek bez usuwania ich z organizmu.
