forskare har använt stamcellsteknik för att återställa gamla mänskliga celler till ett mer ungdomligt och kraftfullt tillstånd.
gamla mänskliga celler återgår till ett mer ungdomligt och kraftfullt tillstånd genom stamcellsteknik, efter att ha inducerats för att kort uttrycka en panel av proteiner som är involverade i embryonal utveckling.forskarna vid Stanford University School of Medicine fann också att äldre möss återfick ungdomlig styrka efter att deras befintliga muskelstamceller utsattes för föryngrande proteinbehandling och transplanterades tillbaka i sina kroppar.
proteinerna, kända som ’Yamanaka-faktorer’, används ofta för att omvandla en vuxen cell till så kallade inducerade pluripotenta stamceller eller iPS-celler.
studien publicerades i tidskriften Nature Communications.
föryngrande mänskliga celler
studien fann att inducering av gamla mänskliga celler i en labbskål för att kort uttrycka dessa proteiner spolar tillbaka många av de molekylära kännetecknen för åldrande och gör de behandlade cellerna nästan oskiljbara från sina yngre motsvarigheter.
Senior författare till studien, Vittorio Sebastiano, PhD, biträdande professor i obstetrik och gynekologi och Woods Family Faculty Scholar i pediatrisk translationell medicin, sa: ”när iPS-celler är gjorda av vuxna celler blir de både ungdomliga och pluripotenta. Vi har undrat under en tid om det kan vara möjligt att helt enkelt spola tillbaka den åldrande klockan utan att inducera pluripotency. Nu har vi funnit att genom att tätt kontrollera varaktigheten av exponeringen för dessa proteinfaktorer kan vi främja föryngring i flera humana celltyper.”
medförfattare Thomas Rando, professor i neurologi och neurologiska vetenskaper och chef för Stanfords Glenn Center for the Biology of Aging, sa: ”Vi är mycket glada över dessa resultat. Mina kollegor och jag har bedrivit föryngring av vävnader sedan våra studier i början av 2000-talet avslöjade att systemiska faktorer kan göra gamla vävnader yngre.”
proteins roll i föryngring
forskare i Sebastianos laboratorium gör iPS-celler från vuxna celler, såsom de som komponerar hud, genom att upprepade gånger exponera dem under en period av cirka två veckor till en panel av proteiner som är viktiga för tidig embryonal utveckling genom att införa dagliga, kortlivade RNA-meddelanden i de vuxna cellerna. RNA-meddelandena kodar instruktionerna för att göra Yamanaka-proteinerna. Med tiden spolar dessa proteiner tillbaka cellernas ödeoch skjuter dem bakåt längs utvecklingstidslinjen tills de liknar de unga, embryonala pluripotenta cellerna från vilka de härstammar.
under denna process förlorar cellerna inte bara några minnen av sina tidigare identiteter, men de återgår till ett yngre tillstånd. De åstadkommer denna omvandling genom att torka sitt DNA rent av de molekylära taggarna som inte bara skiljer, säger en hudcell från en hjärtmuskelcell, men av andra taggar som ackumuleras som en cellålder.forskarna jämförde genuttrycksmönstren för behandlade celler och kontrollceller, båda erhållna från äldre vuxna, med de av obehandlade celler från yngre människor, och fann att celler från äldre uppvisade tecken på åldrande reversering efter bara fyra dagars exponering för omprogrammeringsfaktorerna. Medan obehandlade äldre celler uttryckte högre nivåer av gener associerade med kända åldringsvägar, liknade behandlade äldre celler närmare yngre celler i deras mönster av genuttryck.
när forskarna studerade mönster av åldrande associerade kemiska taggar som kallas metylgrupper, som tjänar som en indikator på en Cells kronologiska ålder, fann de att de behandlade cellerna tycktes vara ungefär 1, 5 till 3, 5 år yngre i genomsnitt än obehandlade celler från äldre människor, med toppar på 3, 5 år (i hudceller) och 7, 5 år (i celler som leder blodkärl).
forskarna isolerade också celler från brosket hos personer med och utan artros och fann att den tillfälliga exponeringen av de osteoartritiska cellerna för omprogrammeringsfaktorerna minskade utsöndringen av inflammatoriska molekyler och förbättrade cellernas förmåga att dela sig och fungera.forskarna optimerar nu panelen för omprogrammering av proteiner som behövs för att föryngra mänskliga celler och undersöker möjligheten att behandla celler eller vävnader utan att ta bort dem från kroppen.
