Naukowcy odmładzają starzejące się ludzkie komórki dzięki technologii komórek macierzystych

naukowcy z Uniwersytetu Stanforda School Of Medicine wykorzystali technologię komórek macierzystych, aby zmusić stare ludzkie komórki do odmłodzenia, odwracając wpływ starzenia się na komórki. Badanie jest pierwszym krokiem w kierunku opracowania podejścia do restartu całych tkanek.

napisy: CI Photos / .com

wyrażanie czynników Yamanaka w celu odwrócenia starzenia się

naukowcy nakłaniali komórki macierzyste mięśni starszych myszy do ekspresji określonego zestawu białek, które są niezbędne do rozwoju embrionalnego przez krótki okres, stwierdzając, że po przeszczepieniu z powrotem starsze myszy odzyskały swoją młodzieńczą siłę.

panel białek, do których ekspresji zachęcano komórki macierzyste, nazywa się czynnikami Yamanaka, tymi, które odgrywają istotną rolę w przekształcaniu dorosłych komórek w indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (komórki iPS). Komórki te mają potencjał do różnicowania się w prawie każdy typ komórek ludzkiego ciała, co doprowadziło do ich stania się ważnym obszarem badań zarówno w odkrywaniu leków, jak i medycynie regeneracyjnej.

zespół w Stanford wykazał, że indukując komórki pobrane od starszych ludzi do krótkiego wyrażania czynników Yamanaka, wiele cech starzejących się komórek ulegało odwróceniu, w wyniku czego leczone komórki były prawie nie do odróżnienia od młodszych.

odwracanie starzenia się komórek ludzkich

badanie, opublikowane w tym tygodniu w czasopiśmie Nature Communications, opisuje, w jaki sposób podejście zostało zainspirowane pracami, które obecnie są prowadzone w laboratorium Stanford University School Of Medicine, gdzie zespół naukowców tworzy komórki iPS z dorosłych komórek ludzkich, wystawiając je na panel białek istotnych dla wczesnego rozwoju embrionalnego w okresie dwóch tygodni.

w tym czasie dorosłe komórki są narażone na krótkotrwałe wiadomości RNA, które dają instrukcje tworzenia białek Yamanaka. W miarę upływu czasu, białka mają efekt odwrócenia osi czasu rozwoju komórki, zmuszając ją z powrotem do swojego stanu jako embrionalnej komórki pluripotencjalnej. W procesie tym DNA komórki jest resetowane i oczyszczane z tagów molekularnych, które gromadzą się w miarę starzenia się komórki.

badacze rozważali, czy skrócenie czasu ekspozycji na białka Yamanaka może wywołać młodzieńczą rewersję w dorosłej komórce bez przekształcania jej w komórkę pluripotencjalną. Cenne badania wykazały, że może to być wynik, ponieważ naukowcy z Salk Institute for Biological Studies niedawno odkryli, że długość życia myszy z przedwczesnym starzeniem się może zostać zwiększona o 20% poprzez ekspresję czterech czynników Yamanaka.

aby dowiedzieć się, czy ludzkie komórki zachowają się w ten sam sposób, naukowcy ze Stanford zaprojektowali eksperyment, w którym użyli Posłańca RNA do krótkiej ekspresji czterech czynników Yamanaka, a także dwóch innych białek w ludzkich naczyniach krwionośnych i komórkach skóry uzyskanych od osób starszych. Czas ekspozycji na te czynniki można było kontrolować ze względu na szybką degradację Posłańca RNA w komórkach.

wzorce ekspresji genów tych leczonych komórek ludzkich analizowano i porównywano z ekspresją genów komórek kontrolnych, które również uzyskano od populacji w podeszłym wieku, jak również z nieleczonymi komórkami pobranymi od populacji młodszej.

wyniki wykazały, że leczone komórki wykazywały oznaki odwrócenia wieku po czterech dniach ekspozycji i zostały zmierzone jako niższe poziomy genów, które są związane z różnymi szlakami starzenia się w porównaniu z nieleczonymi starzejącymi się komórkami. Leczone komórki w podeszłym wieku były bardziej podobne do komórek młodszych pod względem ekspresji genów.

badacze przeanalizowali grupy metylowe komórek, które działają jako wskaźnik wieku chronologicznego. Stosując tę metodę wykazano, że leczone komórki wydają się być średnio o 1½ do 3½ roku młodsze niż nieleczone komórki w podeszłym wieku. Zespół jest podekscytowany, że oznacza to znaczący krok naprzód w dziedzinie badań nad odmładzaniem tkanek.

Cytaty