Odmładzanie komórek. Naukowcy cofnęli wiek molekularny

Naukowcy z Bonn przekształcili komórki krwi 80-letniej osoby w nerwowe komórki macierzyste, których wiek molekularny wynosił poniżej 20 lat. Odmładzanie zachodziło stopniowo, dzięki czemu badacze mogli śledzić ten proces przez ponad 100 dni.

Zespół z Uniwersytetu w Bonn i Szpitala Uniwersyteckiego w Bonn bezpośrednio przeprogramował komórki prekursorowe czerwonych krwinek w nerwowe komórki macierzyste, z których można następnie uzyskać neurony. Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie „Aging Cell”. Podczas przeprogramowania zmniejszył się wiek molekularny komórek, określany za pomocą zegarów epigenetycznych. W przypadku materiału pobranego od 80-letniej osoby po przekształceniu wskazywały one wiek poniżej 20 lat.

Przeprogramowanie komórek i ich odmłodzenie

.Komórki organizmu specjalizują się w określonych funkcjach. W naturalnych warunkach komórka skóry nie staje się komórką wątroby, a komórka krwi – neuronem. Metody biotechnologiczne pozwalają jednak zmieniać tę specjalizację za pomocą cząsteczek sterujących zachowaniem komórki.

We wcześniejszych badaniach ten sam zespół wykazał, że neurony uzyskane dzięki przeprogramowaniu po przeszczepieniu do mózgów myszy tworzyły połączenia z istniejącymi komórkami nerwowymi. – W najnowszym badaniu skupiliśmy się jednak na innym zjawisku – na obserwacji, że podczas przeprogramowywania komórki ulegają wyraźnemu odmłodzeniu – wyjaśnił prof. Oliver Brüstle ze Szpitala Uniwersyteckiego w Bonn, cytowany w materiałach prasowych.

Do oceny wieku komórek wykorzystano zegary epigenetyczne, oparte na zmianach związanych ze starzeniem. Zmiany te nie dotyczą samej informacji genetycznej, lecz sposobu jej odczytywania. – Wiemy również, że to epigenetyczne odmłodzenie sprawia, iż komórki rzeczywiście zachowują się, jakby były młode – podkreślił badacz.

Efekt odmłodzenia podczas przeprogramowania był znany już wcześniej. Dotychczas obserwowano go jednak przy procedurze dwuetapowej. Najpierw komórkę, na przykład krwi, przekształcano w pluripotencjalną komórkę macierzystą, zdolną do rozwoju w niemal każdy typ komórki organizmu. Następnie kierowano ją ku specjalizacji nerwowej. W takim procesie odmłodzenie zachodziło bardzo szybko. Zespół z Bonn zastosował inną metodę. – My przekształciliśmy komórki krwi bezpośrednio w nerwowe komórki macierzyste, czyli z pominięciem etapu komórki pluripotencjalnej. W naszym podejściu odmładzanie zachodziło stopniowo i można je było śledzić przez ponad 100 dni – tłumaczył prof. Brüstle.

Nowy model do badań nad starzeniem

Rozłożenie procesu w czasie pozwala dokładniej badać mechanizmy odmładzania komórek. Naukowcy mogą obserwować kolejne zmiany i sprawdzać, co wpływa na ich tempo. – Odmładzanie trwające przez tak długi czas stanowi idealny model eksperymentalny. Ponieważ zegary epigenetyczne są stopniowo resetowane przez kilka tygodni, możemy wykorzystać ten model do badania, jakie czynniki i substancje aktywne przyspieszają lub spowalniają proces odmładzania – podkreślił prof. Brüstle.

Badacz liczy, że metoda przyniesie korzyści neuronauce i medycynie, zwłaszcza badaniom nad chorobami neurodegeneracyjnymi. – W końcu to wiek jest najważniejszym czynnikiem ryzyka chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera – przypomniał.

PAP / Jarosław Kowalski