Tutkijat nuorentavat ikääntyneitä ihmissoluja kantasoluteknologialla

Stanfordin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan tutkijat ovat käyttäneet kantasolutekniikkaa pakottaakseen Vanhat ihmissolut nuorentumaan ja kääntääkseen ikääntymisen vaikutukset soluihin. Tutkimus on ensimmäinen askel kohti kehittää lähestymistapa uudelleenkäynnistää kokonaisia kudoksia.

Image credit: CI Photos / .kom

ilmaisten Yamanaka-tekijöitä ikääntymisen kääntämiseksi

tutkijat saivat iäkkäiden hiirten lihasten kantasolut ilmaisemaan tietyn proteiinijoukon, joka on välttämätön alkion kehitykselle lyhyen ajan, ja havaitsivat, että siirrettäessä takaisin iäkkäät hiiret saivat takaisin nuorekkaan voimansa.

proteiinipaneelia, jota kantasoluja kehotettiin ilmaisemaan, kutsutaan Yamanaka-tekijöiksi, joilla on tärkeä rooli aikuisten solujen muuttamisessa indusoiduiksi pluripotenteiksi kantasoluiksi (iPS-soluiksi). Näillä soluilla on mahdollisuus erilaistua lähes mihin tahansa ihmiskehon solutyyppeihin, mikä on johtanut siihen, että niistä on tullut tärkeä tutkimusalue sekä lääkkeiden keksimisessä että regeneratiivisessa lääketieteessä.

Stanfordin tutkimusryhmä osoitti, että kun vanhemmilta ihmisiltä otetut solut saivat aikaan Yamanakan tekijöiden lyhyen ilmentymisen, monien vanhenevien solujen ominaisuuksien nähtiin kääntyvän päinvastaiseksi, minkä seurauksena hoidettuja soluja oli lähes mahdoton erottaa nuoremmista.

Reversing aging in human cells

Nature Communications-tiedelehdessä tällä viikolla julkaistu tutkimus kertoo, miten lähestymistapa sai innoituksensa Stanfordin yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun laboratoriossa tällä hetkellä tehdystä työstä, jossa tutkijaryhmä valmistaa iPS-soluja aikuisen ihmisen soluista altistamalla ne alkion varhaiskehityksen kannalta merkityksellisille proteiinipaneeleille kahden viikon aikana.

tänä aikana aikuisten solut altistuvat lyhytikäisille RNA-viesteille, jotka antavat ohjeita Yamanaka-proteiinien valmistamiseen. Ajan edetessä valkuaisaineet muuttavat solun kehitysaikajanaa pakottaen sen takaisin tilaansa alkion kaltaisena pluripotenttisena Soluna. Prosessissa solun DNA nollataan ja poistetaan molekyylitunnisteet, jotka kerääntyvät solun ikääntyessä.

tutkijat pohtivat, voisiko Yamanaka-proteiineille altistumisen keston lyhentäminen aiheuttaa nuorekasta palautumista aikuisen solussa muuttamatta sitä pluripotentiksi soluksi. Kallisarvoiset tutkimukset olivat osoittaneet, että tämä voi olla tulos, sillä Salk Institute for Biological Studies-tutkimuslaitoksen tutkijat havaitsivat äskettäin, että ennenaikaista vanhenemista sairastavan hiiren elinikää voitaisiin pidentää 20% ilmaisemalla neljä Yamanaka-tekijää.

selvittääkseen, käyttäytyisivätkö ihmissolut samalla tavalla, Stanfordin tutkijat suunnittelivat kokeen, jossa he käyttivät lähetti-RNA: ta ilmentämään lyhyesti neljää Yamanaka-tekijää sekä kahta muuta proteiinia ihmisen verisuonissa ja ihosoluissa, jotka oli saatu iäkkäiltä aikuisilta. Näille tekijöille altistumisen kestoa pystyttiin kontrolloimaan lähetti-RNA: n nopean hajoamisen vuoksi soluissa.

näiden hoidettujen ihmissolujen geeniekspressiomallit analysoitiin ja verrattiin kontrollisolujen geeniekspressioon, joita saatiin myös iäkkäältä väestöltä, sekä nuoremmalta väestöltä otettuihin käsittelemättömiin soluihin.

tulokset osoittivat, että käsitellyissä soluissa oli merkkejä iän kääntymisestä neljän päivän altistuksen jälkeen, ja niissä mitattiin eri vanhenemisreitteihin liittyvien geenien pitoisuuksia vähemmän kuin käsittelemättömissä vanhenemissoluissa. Hoidetut iäkkäät solut muistuttivat enemmän nuorempia soluja geeniekspressionsa suhteen.

tutkijat analysoivat solujen metyyliryhmiä, jotka toimivat kronologisen iän indikaattorina. Tällä menetelmällä havaittiin, että hoidetut solut näyttivät olevan keskimäärin 1½-3½ vuotta nuorempia kuin hoitamattomat iäkkäät solut. Työryhmä on innoissaan siitä, että tämä merkitsee merkittävää edistysaskelta kudosten nuorentamisen tutkimuksessa.

lainaukset