Forskare föryngrar åldrade mänskliga celler med stamcellsteknik

forskare vid Stanford University School of Medicine har använt stamcellsteknologi för att tvinga gamla mänskliga celler att föryngra, vända den inverkan som åldrandet har på celler. Studien är det första steget mot att utveckla ett tillvägagångssätt för att starta om hela vävnader.

Bildkrediter: CI foton/.com

att uttrycka Yamanaka-faktorer för att vända åldrande

forskare inducerade muskelstamceller hos äldre möss för att uttrycka en specifik uppsättning proteiner som är väsentliga för embryonal utveckling under en kort period och fann att när de transplanterades tillbaka återhämtade de äldre mössen sin ungdomliga styrka.

panelen av proteiner som stamcellerna uppmuntrades att uttrycka kallas Yamanaka-faktorer, de som spelar en viktig roll för att omvandla vuxna celler till inducerade pluripotenta stamceller (iPS-celler). Dessa celler har potential att differentiera sig till nästan vilken som helst av människokroppens celltyper, vilket har lett till att de blir ett viktigt studieområde inom både läkemedelsupptäckt och regenerativ medicin.

teamet vid Stanford visade att genom att inducera celler som tagits från äldre människor för att kort uttrycka Yamanaka-faktorer sågs många egenskaper hos de åldrande cellerna vända, vilket resulterade i att behandlade celler nästan inte kunde skiljas från yngre.

Reversing aging in human cells

studien, publicerad denna vecka i tidskriften Nature Communications, beskriver hur tillvägagångssättet inspirerades av det arbete som för närvarande utförs vid Stanford University School of Medicine lab där ett team av forskare gör iPS-celler från vuxna mänskliga celler genom att exponera dem för en panel av proteiner som är relevanta för tidig embryonal utveckling under en tvåveckorsperiod.

under denna tid utsätts vuxna celler för kortlivade RNA-meddelanden som ger instruktioner för att göra Yamanaka-proteiner. När tiden går framåt har proteinerna effekten av att vända cellens utvecklingstidslinje och tvinga den tillbaka till sitt tillstånd som en embryonliknande pluripotent cell. Processen ser cellens DNA återställs och rensas av molekylära taggar som ackumuleras när cellen åldras.

forskarna övervägde om förkortning av tidsramen för exponering för Yamanaka-proteiner kunde inducera en ungdomlig återgång i den vuxna cellen utan att omvandla den till en pluripotent cell. Precious studier hade visat att detta kan vara resultatet, eftersom forskare vid Salk Institute for Biological Studies nyligen fann att livslängden hos en mus med för tidig åldrande kunde ökas med 20% genom att uttrycka de fyra Yamanaka-faktorerna.

för att hitta om mänskliga celler skulle bete sig på samma sätt utformade Stanford-forskare ett experiment där de använde messenger RNA för att kort uttrycka fyra Yamanaka-faktorer samt två andra proteiner i mänskliga blodkärl och hudceller erhållna från äldre vuxna. Exponeringstiden för dessa faktorer kunde kontrolleras på grund av den snabba nedbrytningen av budbärar-RNA i celler.

genuttrycksmönstren för dessa behandlade humana celler analyserades sedan och jämfördes med genuttrycket av kontrollceller som också erhölls från en äldre population, liksom med obehandlade celler tagna från en yngre population.

resultaten visade att de behandlade cellerna visade tecken på åldersomvandling efter fyra dagars exponering och mättes för att ha lägre nivåer av generna som är relaterade till olika åldringsvägar jämfört med obehandlade åldrande celler. De behandlade äldre cellerna liknade mer yngre celler när det gäller deras genuttryck.

forskarna analyserade metylgrupper av cellerna som fungerar som en indikator på kronologisk ålder. Med hjälp av denna metod avslöjades att de behandlade cellerna verkade vara i genomsnitt 1 till 3 år yngre än de obehandlade äldre cellerna. Teamet är upphetsat att detta markerar ett viktigt steg framåt inom studiet av föryngring av vävnader.

citat