Amžinos jaunystės paslaptis? Mokslininkai kuria naują techniką odos ląstelėms atjauninti – ir tvirtina, kad jos senėjimo laikrodį galėtų atsukti 30 METŲ

Tai buvo moterų – ir vyrų – svajonė šimtmečius. Dabar mokslininkai teigia atradę būdą, kaip pakeisti žmogaus odos senėjimo procesą.

Kembridžo mokslininkai atskleidė, kad jie perprogramavo 38 ir 53 metų žmonių odos ląsteles, kad jie būtų 30 metų „jaunesni“.

Procedūra atsuka senėjimo laikrodį atgal nei ankstesnės perprogramavimo procedūros, nepažeidžiant ląstelių.

Tyrėjai teigia, kad jie netgi gali iš dalies atkurti funkcijas, kurios buvo prarastos senesnėse ląstelėse.

Mokslininkai teigia, kad nors tyrimai vis dar yra ankstyvosiose stadijose, išvados galiausiai gali pakeisti regeneracinę mediciną, ypač jei jos gali būti atkartotos kituose ląstelių tipuose ir kituose kūno audiniuose.

Senstančios ląstelės eksperimentuosetapo panašesni į odos ląsteles, vadinamas fibroblastais, kurios gamina kolageną – baltymą, kuris laiko kūną kartu ir palaiko jį stiprų.

Fibroblastų skaičius žmogaus odoje palaipsniui mažėja su amžiumi. Šios ląstelės taip pat mažėja senstant.

Nauji atradimai gali paskatinti tikslinį požiūrį į senėjimo gydymą, kuris gali „revoliucionuoti“ regeneracinę mediciną, teigia mokslininkai.

Naujasis tyrimas buvo atliktas Babrahamo institute, gyvybės mokslų tyrimų institute Kembridže, ir paskelbtas žurnale eGyvenimas.

„Mūsų rezultatai rodo didelę pažangą mūsų supratimui apie ląstelių perprogramavimą“, – sakė dr. Diljeetas Gill iš Babrahamo instituto.

„Mes įrodėme, kad ląstelės gali būti atjaunintos neprarandant savo funkcijų ir kad atjauninimu siekiama atkurti tam tikras funkcijas senoms ląstelėms.

"Faktas, kad mes taip pat matėme su liga susijusių genų senėjimo rodiklių pasikeitimą, yra ypač perspektyvus šio darbo ateičiai."

Su amžiumi ląstelių funkcionalumas mažėja, o genomas – jų DNR projektas – praturtėja senėjimo požymiais.

Regeneracinės biologijos tikslas – pataisyti arba pakeisti ląsteles, net ir senas.

Vienas iš svarbiausių regeneracinės biologijos įrankių yra mūsų gebėjimas sukurti „indukuotas“ kamienines ląsteles.

Tačiau šis procesas iš esmės ištrina ląstelių funkciją, suteikdamas joms galimybę tapti bet kokio tipo ląstelėmis.

Šis darbas iš pradžių buvo atliktas Roslin institute Edinburge 1990-aisiais, siekiant paversti embrionu iš šešerių metų avies paimtą pieno ląstelę.

Šio projekto dėka buvo sukurta avis Dolly – pirmasis žinduolis, klonuotas iš suaugusios somatinės ląstelės.

Dolly kūrimas parodė, kad subrendusios ląstelės branduolyje esantys genai vis dar gali grįžti į embrioninę totipotentinę būseną – tai reiškia, kad ląstelė gali dalytis ir gaminti visas skirtingas gyvūno ląsteles.

Tai atvėrė kelią Nobelio premijos laureatui daktarui Shinyai Yamanakai, kuris 2007 m. tapo pirmuoju mokslininku, kuris normalias ląsteles, turinčias specifinę funkciją, pavertė kamieninėmis ląstelėmis, turinčiomis ypatingą gebėjimą išsivystyti į bet kokio tipo ląsteles.

Šis metodas, vadinamas IPS, trunka apie 50 dienų ir naudoja keturias pagrindines molekules, vadinamas Yamanaka transkripcijos faktoriais – Oct4, Sox2, Klf4 ir cMyc.

Naujasis Babrahamo instituto metodas, vadinamas brendimo fazės trumpalaikiu perprogramavimu, ląsteles veikia Yamanaka faktoriais tik 13 dienų, o ne 50.

Šiuo metu ląstelės dar nebuvo pavirtusios į embrionines kamienines ląsteles, bet buvo „atjaunintos“, tarsi būtų 30 metų jaunesnės.

Iš dalies perprogramuotoms ląstelėms buvo suteikta laiko augti normaliomis sąlygomis, kad būtų galima stebėti, ar jų specifinė odos ląstelių funkcija grįžo.

Genominė analizė parodė, kad ląstelės atgavo odos ląstelėms būdingus žymenis (fibroblastus), o tai patvirtino stebint kolageno gamybą perprogramuotose ląstelėse.

Norėdami parodyti, kad ląstelės atjaunėjo, mokslininkai ieškojo senėjimo savybių pokyčių.

Tyrėjai ištyrė keletą ląstelių amžiaus matų. Pirmasis yra epigenetinis laikrodis, kuriame visame genome esantys cheminiai ženklai rodo amžių.

Antrasis yra transkriptas, visi ląstelės gaminami genų rodmenys.

Taikant šias dvi priemones, perprogramuotos ląstelės atitiko ląstelių, kurios buvo 30 metų jaunesnės, palyginti su atskaitos duomenų rinkiniais, profilį, teigė komanda.

Metodas negali būti nedelsiant paverstas klinikine aplinka, nes PD padidina vėžio riziką.

Šiuo metu kiti tyrimo žingsniai yra suprasti tikslų mechanizmą, dėl kurio buvo įmanomas dalinis perprogramavimas, tačiau galiausiai jis gali būti naudojamas ląstelių terapijai tais atvejais, kai ląstelių amžius turi įtakos, pavyzdžiui: B. odos gijimui po nudegimų.

Galimi šios technikos pritaikymai priklauso nuo to, ar ląstelės ne tik atrodo jaunesnės, bet ir veikia kaip jaunos ląstelės.

Fibroblastai gamina kolageną – kauluose, odos sausgyslėse ir raiščiuose esančią molekulę, kuri padeda struktūrizuoti audinius ir gydo žaizdas.

Atjauninti fibroblastai gamino daugiau kolageno baltymų, palyginti su kontrolinėmis ląstelėmis, kurios nebuvo perprogramuotos, nustatė Babrahamo instituto mokslininkai.

Fibroblastai taip pat patenka į sritis, kurias reikia taisyti, todėl mokslininkai išbandė iš dalies atjaunintas ląsteles, sukurdami dirbtinį pjūvį ląstelių sluoksnyje lėkštelėje.

Jie nustatė, kad jų apdoroti fibroblastai į tarpą pateko greičiau nei senesnės ląstelės – tai daug žadantis ženklas, kad vieną dieną gali būti sukurtos ląstelės, kurios geriau gyja žaizdas.

Tyrėjai taip pat nori išsiaiškinti, ar naujasis metodas veikia kitus audinius, tokius kaip raumenys, kepenys ir kraujo ląstelės.

Ateityje šis tyrimas gali atverti ir kitas gydymo galimybes; Tyrėjai pastebėjo, kad jų metodas taip pat turėjo įtakos kitiems genams, susijusiems su su amžiumi susijusiomis ligomis ir simptomais.

APBA2 genas, susijęs su Alzheimerio liga, ir MAF genas, kuris vaidina svarbų vaidmenį kataraktos vystymuisi, abu parodė pokyčius link jaunatviško transkripcijos lygio.

Sėkmingo laikinojo perprogramavimo mechanizmas dar nėra visiškai suprantamas ir yra kitas galvosūkis, kurį reikia ištirti.

Tyrėjai spėja, kad pagrindiniai genomo regionai, susiję su ląstelių tapatybės formavimu, gali išvengti perprogramavimo proceso.

Profesorius Wolf Reik, grupės vadovas epigenetikos tyrimų programoje, neseniai perėjęs vadovauti Altos Labs Kembridžo institutui, sakė: „Šis darbas turi labai įdomių pasekmių.

„Galbūt galėsime nustatyti genus, kurie atjaunina neperprogramuodami, ir nukreipti juos, kad sumažintume senėjimo poveikį.

"Šis metodas žada vertingų atradimų, kurie gali atverti nuostabius terapinius horizontus."

Profesorius Reikas pasakoja BBC kad terminai jaunystės eliksyras ar piliulė nuo senėjimo nėra visiškai absurdiški.

"Šis metodas buvo naudojamas genetiškai modifikuotoms pelėms ir yra keletas atjaunėjimo požymių", - sakė jis.

"Vienas tyrimas parodė atjaunėjusios kasos požymius, kurie yra įdomūs savo galimybe kovoti su diabetu."