To je bio san žena – i muškaraca – stoljećima. Sada znanstvenici kažu da su pronašli način da preokrenu proces starenja ljudske kože.
Istraživači u Cambridgeu otkrili su da su reprogramirali stanice kože ljudi u dobi od 38 i 53 godine kako bi ih učinili 30 godina "mlađima".
Postupak vraća sat starenja više unatrag nego prethodni postupci reprogramiranja bez oštećenja stanica.
Istraživači kažu da mogu čak djelomično vratiti funkcije koje su izgubljene u starijim stanicama.
Dok je istraživanje još uvijek u ranoj fazi, otkrića bi na kraju mogla revolucionirati regenerativnu medicinu, osobito ako se mogu replicirati u drugim tipovima stanica i drugim tkivima u tijelu, tvrde istraživači.
U eksperimentima su stanice koje stare ponovno dobile markere karakteristične za stanice kože koje proizvode kolagen, molekulu koja se nalazi u kostima, kožnim tetivama i ligamentima, a pomaže u strukturi tkiva i zacjeljivanju rana. Ovdje crveno prikazuje proizvodnju kolagena u stanicama kože koje se nazivaju fibroblasti
Stanice privremeno mijenjaju oblik tijekom privremenog reprogramiranja. Ova slika prikazuje jednu stanicu s površinskim markerima fibroblasta u zelenoj boji
Starenje stanica u eksperimentimapostala više poput stanica kože zvanih fibroblasti, koje proizvode kolagen, protein koji drži tijelo na okupu i održava ga jakim.
Broj fibroblasta u ljudskoj koži progresivno se smanjuje s godinama. Ove se stanice također smanjuju kako starimo.
Nova otkrića mogla bi dovesti do ciljanog pristupa liječenju starenja koji bi mogao "revolucionirati" regenerativnu medicinu, kažu istraživači.
Novo istraživanje provedeno je na Institutu Babraham, istraživačkom institutu za znanosti o životu u Cambridgeu, i objavljeno u časopisu eŽivot.
"Naši rezultati predstavljaju veliki napredak u našem razumijevanju reprogramiranja stanica", rekao je dr. Diljeet Gill s Instituta Babraham.
“Dokazali smo da se stanice mogu pomladiti bez gubitka njihove funkcije i da pomlađivanje ima za cilj vratiti neke funkcije starim stanicama.
"Činjenica da smo također vidjeli preokret pokazatelja starenja u genima povezanim s bolestima posebno obećava za budućnost ovog rada."
S godinama, funkcionalnost stanica se smanjuje, a genom - njihov DNK nacrt - postaje obogaćen znakovima starenja.
Regenerativna biologija ima za cilj popraviti ili zamijeniti stanice, čak i stare.
Jedan od najvažnijih alata u regenerativnoj biologiji je naša sposobnost stvaranja "induciranih" matičnih stanica.
Međutim, ovaj proces u biti briše stanice njihove funkcije, dajući im potencijal da postanu bilo koji tip stanice.
Rad izvorno proizlazi iz rada na Institutu Roslin u Edinburghu 1990-ih na pretvaranju stanice dojke uzete od šestogodišnje ovce u embrij.
Ovaj je projekt slavno doveo do stvaranja ovce Dolly, prvog sisavca kloniranog iz odrasle somatske stanice.
Dollyna kreacija pokazala je da su geni u jezgri zrele stanice još uvijek sposobni vratiti se u embrionalno totipotentno stanje - što znači da se stanica može podijeliti kako bi proizvela sve različite stanice životinje.
Ovca Dolly (na slici) rođena je u srpnju 1996. na Roslin institutu u Edinburghu. Uzgajan je iz stanice dojke šestogodišnje ovce
To je otvorilo put znanstveniku dr. Shinyi Yamanaki, dobitniku Nobelove nagrade, koji je 2007. postao prvi znanstvenik koji je pretvorio normalne stanice koje imaju specifičnu funkciju u matične stanice koje imaju posebnu sposobnost razvoja u bilo koju vrstu stanice.
Ova metoda, nazvana IPS, traje oko 50 dana i koristi četiri ključne molekule zvane Yamanaka transkripcijski faktori – Oct4, Sox2, Klf4 i cMyc.
Nova metoda Instituta Babraham, nazvana Prijelazno reprogramiranje u fazi sazrijevanja, izlaže stanice Yamanaka faktorima samo 13 dana umjesto 50.
U ovom trenutku stanice se još nisu pretvorile u embrionalne matične stanice, već su bile "pomlađene" kao da su 30 godina mlađe.
Djelomično reprogramiranim stanicama dano je vremena da rastu u normalnim uvjetima kako bi se promatralo vraća li se njihova specifična funkcija stanica kože.
Genomska analiza pokazala je da su stanice ponovno dobile markere karakteristične za stanice kože (fibroblaste), što je potvrđeno promatranjem proizvodnje kolagena u reprogramiranim stanicama.
Kako bi pokazali da su se stanice pomladile, istraživači su tražili promjene u karakteristikama starenja.
Istraživanje uključuje takozvane transkripcijske čimbenike Yamanaka, nazvane po nobelovcu japanskom znanstveniku dr. Shinya Yamanaki (na slici).
Istraživači su ispitali nekoliko mjera starosti stanica. Prvi je epigenetski sat, gdje kemijske oznake prisutne u cijelom genomu označavaju dob.
Drugi je transkriptom, sva očitavanja gena koje proizvodi stanica.
Pomoću ove dvije mjere, reprogramirane stanice su odgovarale profilu stanica koje su bile 30 godina mlađe u usporedbi s referentnim skupovima podataka, rekao je tim.
Tehnika se ne može odmah prevesti u kliničko okruženje jer PD povećava rizik od raka.
Za sada, sljedeći koraci istraživanja su razumijevanje točnog mehanizma koji je omogućio ovo djelomično reprogramiranje, ali bi se na kraju moglo koristiti za stanične terapije u situacijama kada starost stanica čini razliku, kao što su: B. u zacjeljivanju kože od opeklina.
Potencijalne primjene ove tehnike ovise o tome da stanice ne samo izgledaju mlađe nego i funkcioniraju kao mlade stanice.
Fibroblasti proizvode kolagen, molekulu koja se nalazi u kostima, kožnim tetivama i ligamentima koja pomaže u strukturi tkiva i zacjeljivanju rana.
Pomlađeni fibroblasti proizveli su više proteina kolagena u usporedbi s kontrolnim stanicama koje nisu prošle proces reprogramiranja, otkrili su istraživači Instituta Babraham.
Fibroblasti se također kreću u područja koja trebaju popravak, pa su istraživači testirali djelomično pomlađene stanice stvarajući umjetni rez u sloju stanica u posudi.
Otkrili su da su se njihovi tretirani fibroblasti pomaknuli u prazninu brže od starijih stanica - što je obećavajući znak da bi se jednog dana mogle stvoriti stanice koje su bolje u zacjeljivanju rana.
Istraživači također žele vidjeti djeluje li nova metoda na druga tkiva poput mišića, jetre i krvnih stanica.
U budućnosti bi ovo istraživanje moglo otvoriti i druge terapijske mogućnosti; Istraživači su primijetili da njihova metoda također ima učinak na druge gene povezane s bolestima i simptomima povezanima sa starenjem.
Gen APBA2, koji je povezan s Alzheimerovom bolešću, i gen MAF, koji igra ulogu u razvoju katarakte, pokazali su promjene prema razinama transkripcije u mladosti.
Nova otkrića mogla bi dovesti do ciljanog pristupa liječenju starenja koji bi mogao "revolucionirati" regenerativnu medicinu (fotografija iz datoteke)
Mehanizam iza uspješnog privremenog reprogramiranja još nije u potpunosti shvaćen i sljedeći je dio slagalice koji treba istražiti.
Istraživači nagađaju da bi ključne regije genoma uključene u formiranje staničnoga identiteta mogle izbjeći proces reprogramiranja.
Profesor Wolf Reik, voditelj skupine u programu istraživanja epigenetike koji je nedavno preuzeo vodstvo Altos Labs Cambridge instituta, rekao je: “Ovaj rad ima vrlo uzbudljive implikacije.
“Možda ćemo moći identificirati gene koji se pomlađuju bez reprogramiranja i usmjeriti ih na smanjenje učinaka starenja.
"Ovaj pristup obećava vrijedna otkrića koja bi mogla otvoriti nevjerojatne terapeutske horizonte."
Priča profesor Reik BBC da izrazi eliksir mladosti ili pilula protiv starenja nisu posve apsurdni.
"Tehnika je korištena na genetski modificiranim miševima i postoje neki znakovi pomlađivanja", rekao je.
"Jedna studija pokazala je znakove pomlađene gušterače, što je zanimljivo zbog svog potencijala u borbi protiv dijabetesa."
