Forskere forynger ældre humane celler med stamcelleteknologi

forskere ved Stanford University School of Medicine har brugt stamcelleteknologi til at tvinge gamle menneskelige celler til at forynge og vende den indflydelse, som aldring har på celler. Undersøgelsen er det første skridt i retning af at udvikle en tilgang til at genstarte hele væv.

Billedkreditter: ci-fotos / .com

udtrykker Yamanaka-faktorer for at vende aldring

forskere inducerede muskelstamceller fra ældre mus til at udtrykke et specifikt sæt proteiner, der er essentielle for embryonal udvikling i en kort periode, og fandt ud af, at når de transplanterede tilbage, genvandt de ældre mus deres ungdommelige styrke.

panelet af proteiner, som stamcellerne blev opfordret til at udtrykke, kaldes Yamanaka-faktorer, dem, der spiller en afgørende rolle i omdannelsen af voksne celler til inducerede pluripotente stamceller (iPS-celler). Disse celler har potentialet til at differentiere sig til næsten enhver af den menneskelige krops celletyper, hvilket har ført til, at de er blevet et vigtigt studieområde inden for både lægemiddelopdagelse og regenerativ medicin.

holdet på Stanford demonstrerede, at ved at inducere celler taget fra ældre mennesker til kort at udtrykke Yamanaka-faktorer, blev mange karakteristika ved de aldrende celler set at vende, hvilket resulterede i, at behandlede celler næsten ikke kunne skelnes fra yngre.

reversering af aldring i humane celler

undersøgelsen, der blev offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Nature Communications, beskriver, hvordan tilgangen blev inspireret af det arbejde, der i øjeblikket udføres på Stanford University School of Medicine lab, hvor et team af forskere fremstiller iPS-celler fra voksne humane celler ved at udsætte dem for et panel af proteiner, der er relevante for tidlig embryonal udvikling over en periode på to uger.

i løbet af denne tid udsættes voksne celler for kortvarige RNA-meddelelser, der giver instruktioner til fremstilling af Yamanaka-proteiner. Når tiden bevæger sig fremad, har proteinerne den virkning at vende cellens udviklingsmæssige tidslinje og tvinge den tilbage til sin tilstand som en embryonlignende pluripotent celle. Processen ser cellens DNA nulstilles og ryddes for molekylære tags, der akkumuleres, når cellen ældes.

forskerne overvejede, om forkortelse af tidsrammen for eksponering for Yamanaka-proteiner kunne fremkalde en ungdommelig reversion i den voksne celle uden at omdanne den til en pluripotent celle. Dyrebare undersøgelser havde vist, at dette kan være resultatet, da forskere ved Salk Institute for Biological Studies for nylig fandt ud af, at levetiden for en mus med for tidlig aldring kunne øges med 20% ved at udtrykke de fire Yamanaka-faktorer.

for at finde ud af, om humane celler ville opføre sig på samme måde, designede Stanford-forskere et eksperiment, hvor de brugte messenger RNA til kort at udtrykke fire Yamanaka-faktorer såvel som to andre proteiner i humane blodkar og hudceller opnået fra ældre voksne. Varigheden af eksponering for disse faktorer kunne kontrolleres på grund af den hurtige nedbrydning af messenger RNA i celler.

genekspressionsmønstrene for disse behandlede humane celler blev derefter analyseret og sammenlignet med genekspressionen af kontrolceller, som også blev opnået fra en ældre population såvel som med ubehandlede celler taget fra en yngre population.

resultaterne viste, at de behandlede celler viste tegn på aldersomvendelse efter fire dages eksponering og blev målt til at have lavere niveauer af generne, der er relateret til forskellige aldringsveje sammenlignet med ubehandlede aldringsceller. De behandlede ældre celler lignede mere yngre celler med hensyn til deres genekspression.

forskerne analyserede methylgrupper af cellerne, der fungerer som en indikator for kronologisk alder. Ved hjælp af denne metode blev det afsløret, at de behandlede celler syntes at være et gennemsnit på 1 liter til 3 liter år yngre end de ubehandlede ældre celler. Holdet er begejstret for, at dette markerer et vigtigt skridt fremad inden for studieområdet til foryngelse af væv.

citater