Lassú öregedés a sejtek átprogramozásával Kutatás és Tudomány Kutatás és
Egy új stratégia meghosszabbítja az egerek életét és enyhíti az életkorral kapcsolatos tüneteket.
Bármilyen típusú sejt megszerzése egy Petri-csészében, az emberi fejlődés korai szakaszának tanulmányozása vagy akár szervek előállítása a laboratóriumban néhány lehetőség, amelyet az őssejtek kínálnak nekünk. Ezeket úgy definiáljuk, mint amelyek képesek egy teljes többsejtű szervezet regenerálására. 2006 előtt a laboratóriumban használt őssejtek embrionális anyagból származnak, annak nyilvánvaló etikai korlátai mellett. Emiatt a sejtek újraprogramozásának felfedezése 2006-ban forradalmasította a regeneratív orvoslás területét.
Az eredményt Shinya Yamanaka, a Kiotói Egyetem vezetésével egy kutatócsoport hajtotta végre, aki 2012-ben fiziológiai vagy orvosi Nobel-díjat kapott ezért. A csapat kimutatta, hogy négy, azóta Yamanaka-tényezőként ismert molekulákat kódoló gén sejtekbe történő beépítésével a bőrsejtek pluripotencia-stádiumba konvertálhatók, hasonlóan az embrionális sejtekhez. A folyamat sejt átprogramozás néven ismert, és a keletkezett sejteket indukált pluripotens őssejteknek nevezzük. Ezek a sejtek nagyban megnyitották a lehetőségek körét a biomedicina területén. Egyéb alkalmazások mellett betegségek modellezésére vagy bizonyos betegségek gyógyszereinek hatékonyságának felmérésére használták őket.
De mindenekelőtt a sejtek újraprogramozásának felfedezése paradigmaváltást jelentett a regeneratív orvoslás területén. Az a nézet, miszerint az embrionális fejlődés egyirányú folyamat volt, amelyben a pluripotens sejtek megkülönböztették és megszerezték a sajátos és visszafordíthatatlan sejtsorsot, felváltotta az az elképzelés, hogy ez egy alakítható, sőt kétirányú folyamat. Az újraprogramozás kimutatta, hogy a felnőtt vagy differenciált sejtek, például a bőrsejtek megújulhatnak és visszatérhetnek egy pluripotencia stádiumba, ahonnan önmegújulhatnak, és különféle sejteket eredményezhetnek, például a máj, az izmok vagy a bőr sejtjeit.
Ez az előrelépés az öregedés újragondolását vonta maga után, amelyet mindig is egyirányú és elkerülhetetlen jelenségnek tekintettek. Ha egy differenciált sejt átalakítható pluripotenciálissá, mint az embrióké; Más szavakkal, ha visszatérünk a kiindulópontjához, lehetséges-e a sejtek fiatalítása, ami nem igényli az idõbeli visszalépést? És egy egész szervezet? Van-e lehetőség az öregedés lassítására vagy megfordítására?
Juan Carlos Izpisúa Belmonte rendezésében, a San Diego-i Salk Intézet Biológiai Tanulmányainak Génexpressziós Laboratóriumában, amelyekben egyikünk (Vázquez-Ferrer) részt vett, kimutatták, hogy a fent említett Yamanaka faktorok szakaszos aktiválása, amely általában embrionális stádiumhoz kapcsolódik, megfordíthatja az öregség jellemzőit az élő egerekben. E tanulmányok eredményei, amelyeket 2016-ban publikáltak a Cell és a Trends in Molecular Medicine szakirodalomban, nemcsak betekintést nyújtottak az öregedést ösztönző sejtmechanizmusokba, hanem rámutattak az emberi egészség és a hosszú élettartam javítását célzó lehetséges terápiás megközelítésekre is. Azóta más újabb publikációk megerősítették az epigenetikus változások döntő szerepét az öregedés megfordulási mechanizmusában, és elmélyültek a szövet bizonyos sejtjeinek in vivo újraprogramozásában, hogy helyreállítsák a funkcióvesztést, és ezzel közvetett módon meghosszabbítsák a várható élettartamot.
Fiatalítsa a sejteket in vitro
Az öregedés meghatározható a sejt vagy egy organizmus stressznek, károsodásnak vagy betegségnek ellenálló képességének fokozatos romlásaként. Ez jelenti a legtöbb betegség legnagyobb rizikófaktorát: az évek múlásával növekszik a szív- és érrendszeri és neurodegeneratív betegségekben, a rákban és az elhízásban szenvedők kockázata és kiszolgáltatottsága, többek között. és ez rontja a prognózisodat is. Emiatt az öregedés visszafordításának vagy lassú képességének nagy figyelmet keltett a tudományos közösség.
A sejtek újraprogramozásának legújabb fejleményei lehetővé tették a laboratóriumi öregedés elemzését, mind fiziológiai (természetes okokból fakadó), mind patológiás (betegségek okozta) elemzést. Ily módon a fibroblasztokat (a kötőszöveti sejtek egy típusát) in vitro programozták át százéves személyektől vagy Progeriában szenvedő betegektől, olyan betegségben, amelyben az érintettek születésüktől kezdve gyorsan öregszenek. Az átprogramozott sejtek az öregedés számos jellemzőjének javulását mutatják: csökken a sejtek öregedését és az oxidatív stressz szintjét szabályozó fehérjék koncentrációja, a telomerek (a kromoszómák végei) meghosszabbodnak és az epigenetikus jelek (a DNS kémiai módosulatai) eltűnnek. Ezért a laboratóriumban a sejtek fiatalodtak.
De bár számos tanulmány kimutatta, hogy a sejtek újraprogramozása megfordítja a Petri-csészék sejtjeinek életkorát, az élő egész organizmusokban a sejtek újraprogramozásával kapcsolatos lépés sokkal nehezebb kihívást jelent.