Naučnici otkrili kako da podmlade ćelije kože za 30 godina

Foto: Pixabay

Istraživači sa Instituta Babraham razvila su metodu za "vremenski skok" ćelija ljudske kože, vraćajući sat starenja ćelija unazad, bez gubitka njihove specijalizovane funkcije. Rad istraživača u Institutskom istraživačkom programu Epigenetika uspeo je da delimično obnovi funkciju starijih ćelija, kao i da podmladi molekularne mere biološke starosti. Istraživanje je objavljeno danas u časopisu eLife i još u ranoj fazi moglo bi da unese revoluciju u  regenerativnu medicinu.

Šta je regenerativna medicina?

Kako starimo, sposobnost naših ćelija da funkcionišu opada, a genom akumulira tragove starenja. Regenerativna biologija ima za cilj da popravi ili zameni ćelije, uključujući stare. Jedno od najvažnijih oruđa u regenerativnoj biologiji je naša sposobnost da stvorimo indukovane matične ćelije. Proces je rezultat nekoliko koraka, od kojih svaki briše neke od oznaka koje ćelije čine specijalizovanim.

Preporučujemo

U teoriji, ove matične ćelije imaju potencijal da postanu bilo koji tip ćelije, ali naučnici još nisu u stanju da pouzdano stvore uslove da ponovo diferenciraju matične ćelije u sve tipove ćelija.

Nova metoda, zasnovana na tehnici dobitnika Nobelove nagrade koju naučnici koriste za pravljenje matičnih ćelija, prevazilazi problem potpunog brisanja ćelijskog identiteta zaustavljanjem reprogramiranja dela procesa.

Ovo je omogućilo istraživačima da pronađu preciznu ravnotežu između reprogramiranja ćelija, čineći ih biološki mlađim, dok su i dalje u mogućnosti da povrate svoju specijalizovanu ćelijsku funkciju.

Šinja Jamanaka je 2007. godine bio prvi naučnik koji je normalne ćelije, koje imaju specifičnu funkciju, pretvorio u matične ćelije koje imaju posebnu sposobnost da se razviju u bilo koju vrstu ćelije.

Proces

Potpuni proces reprogramiranja matičnih ćelija traje oko 50 dana koristeći četiri ključna molekula nazvana faktori Jamanake. Nova metoda, nazvana prolazno reprogramiranje faze sazrevanja izlaže ćelije Jamanaka faktorima samo 13 dana. U ovom trenutku se uklanjaju promene vezane za uzrast i ćelije su privremeno izgubile svoj identitet. Delimično reprogramirane ćelije dobile su vreme da rastu u normalnim uslovima, da bi se videlo da li se njihova specifična funkcija ćelija kože vratila.

Analiza genoma je pokazala da su ćelije ponovo dobile markere karakteristične za ćelije kože (fibroblaste), a to je potvrđeno posmatranjem proizvodnje kolagena u reprogramiranim ćelijama.

Foto: Pexels

Godine nisu samo broj

Da bi pokazali da su ćelije podmlađene, istraživači su tražili promene u obeležjima starenja.

- Naše razumevanje starenja na molekularnom nivou je napredovalo tokom poslednje decenije, što je dovelo do tehnika koje omogućavaju istraživačima da mere biološke promene u ljudskim ćelijama koje su povezane sa uzrastom. Bili smo u mogućnosti da to primenimo u našem eksperimentu da odredimo stepen reprogramiranja koji je postigao naš novi metod - objasnio je dr Diljet Gil iz laboratorije Volf Reika, na institutu koji je vodio rad.

Istraživači su posmatrali višestruke mere ćelijske starosti. Prvi je epigenetski sat, gde hemijske oznake prisutne u celom genomu ukazuju na starost. Drugi je transkriptom, sva očitavanja gena koje proizvodi ćelija. Prema ove dve mere, reprogramirane ćelije su odgovarale profilu ćelija koje su bile 30 godina mlađe u poređenju sa referentnim skupovima podataka.

Potencijalne primene ove tehnike doprinose da ćelije ne samo da izgledaju mlađe, već i funkcionišu kao mlade ćelije. Fibroblasti proizvode kolagen, molekul koji se nalazi u kostima, tetivama kože i ligamentima, pomažući u pružanju strukture tkivima i zarastanju rana. Podmlađeni fibroblasti su proizveli više kolagenskih proteina u poređenju sa kontrolnim ćelijama koje nisu bile podvrgnute procesu reprogramiranja.

Ovo je obećavajući znak da bi jednog dana ovo istraživanje moglo biti iskorišćeno za stvaranje ćelija koje bolje zaceljuju rane.

Budućnost lečenja

U budućnosti, ovo istraživanje može otvoriti i druge terapijske mogućnosti; istraživači su primetili da njihov metod takođe utiče na druge gene povezane sa bolestima i simptomima vezanim za starenje.

APBA2 gen, povezan sa Alchajmerovom bolešću, i gen MAF sa ulogom u razvoju katarakte, oba su pokazala promene ka mladalačkom nivou transkripcije. Mehanizam iza uspešnog prolaznog reprogramiranja još uvek nije u potpunosti shvaćen i predstavlja sledeći deo slagalice za istraživanje. Istraživači spekulišu da bi ključne oblasti genoma uključene u oblikovanje ćelijskog identiteta mogle da izbegnu proces reprogramiranja.

- Ovaj rad ima veoma uzbudljive implikacije. Na kraju ćemo možda moći da identifikujemo gene koji se podmlađuju bez reprogramiranja, a posebno ciljajte one da umanje efekte starenja. Ovaj pristup obećava vredna otkrića koja bi mogla otvoriti neverovatna terapeutska rešenja  - rekao je profesor Volf Reik, vođa grupe u epigenetičkom istraživačkom programu.

(Telegraf.rs)