Kai tyrėjai įkalbėjo 80 metų donoro kraujo ląsteles elgtis kaip neuronų kamieninės ląstelės, rezultatas buvo stulbinantis: ląstelių molekuliniai parašai priminė jaunesnių nei 20 metų žmonių. Tai nėra metafora. Tai matuojamas pokytis epigenetiniame laikrodyje.
Iš kraujo į neuronų kamienines ląsteles be tarpinio etapo
Dauguma organizmo specializuotų ląstelių turi beveik identišką DNR, tačiau atlieka labai skirtingus darbus. Kraujo ląstelės natūraliai netampa nervinėmis ląstelėmis. Tačiau taikydami parinktą transkripcijos veiksnių rinkinį - baltymų, kurie įsijungia arba išsijungia genus - Bonn universiteto mokslininkai tiesiogiai perprogramavo suaugusių donorų kraujo ląsteles į neuronų kamienines ląsteles. Jie vengė tarpinio indukuotų pluripotentinių kamieninių ląstelių etapo, naudojamo senesniuose protokoluose. Šis trumpesnis kelias svarbus, nes leidžia tyrėjams stebėti perėjimą ir jo poveikį realiu laiku, o ne tik pamatyti galutinį rezultatą.
Komanda stebėjo ne tik tapatybę. Jie sekė biocheminius ženklus ant DNR, kurie veikia kaip ląstelės amžiaus molekulinis laikrodis. Šie epigenetiniai laikrodžiai įvertina ląstelės biologinį amžių skaitant DNR metilinimo ir susijusių cheminių žymenų modelius. Po perprogramavimo transformuotos ląstelės ne tik išreiškė jaunystei būdingus genus. Jų epigenetiniai profiliai smarkiai pasikeitė, rodydami daugiau nei 60 metų sumažėjimą molekuliniame amžiuje eksperimento metu.
Laikas čia svarbus. Atjauninimas vyko palaipsniui ir buvo stebimas daugiau nei 100 dienų. Maždaug 50-ąją dieną ląstelių molekulinis amžius jau sumažėjo apytiksliai 60 metų. Ilgesnis stebėjimo laikotarpis leido mokslininkams tirti tarpinės būsenas ir dinamiką, o ne pateikti vien tik vieną galutinį rezultatą.
Šis darbas remiasi ankstesniais to paties kolektyvo parodymais, kad šios laboratorijoje sukurtos neuronų ląstelės gali integruotis su neuronais persodintos į pelių smegenis. Kartu šie rezultatai rodo, kad tiesioginis perprogramavimas gali tiek pakeisti ląstelės tapatybę, tiek atstatyti tam tikrus ląstelių senėjimo aspektus.
Kodėl pokytis žada, bet nėra jaunystės šaltinis
Epigenetinio ląstelės laikrodžio atsukimas petriške atveria naują eksperimentinį kelią tirti molekulinius mechanizmus, siejančius senėjimą su neurodegeneracinėmis ligomis. Amžius yra didžiausias rizikos veiksnys ligoms, tokioms kaip Alzheimerio liga. Jei tyrėjai sugebės atkurti jaunesnes ląstelių būsenas iš vyresnių donorų, jie gaus testuojamus modelius, leidžiančius tirti pažeidžiamumą, atsparumą ir ankstyvuosius molekulinius įvykius, kurie įvyksta prieš prasidedant patologijai.
Vis dėlto laboratorinis atjauninimas nėra tas pats, kas atstatyti senėjimą visame gyvame žmoguje. Pranešti pokyčiai buvo stebėti kontroliuojamomis auginimo sąlygomis. Epigenetinio perkrovimo perkėlimas į saugias viso kūno terapijas susiduria su daugybe kliūčių: užtikrinti stabilų ląstelių funkcionavimą, išvengti nenorimos perprogramavimo ar nekontroliuojamos proliferacijos, ir įrodyti ilgalaikę naudą gyvūnų bei žmonių modeliuose.
Techniniu požiūriu šis metodas sieja du pagrindinius šiuolaikinės biologijos įrankius: transkripcijos veiksmais varomą perprogramavimą ir kiekybinius epigenetinius laikrodžius. Jų derinimas suteikia dinamišką nuskaitymą, kaip tapatybė ir amžius sąveikauja perėjimo metu. Tai taip pat pabrėžia praktinį tiesioginio perėjimo pranašumą: mažiau žingsnių, aiškesnė laiko eiga ir galimybė stebėti atjauninimą jam vykstant.
Publikuotas žurnale Aging Cell, tyrimas atsargiai pareiškia savo teiginius. Autoriai pateikia metodą kaip tyrimų platformą, o ne kaip terapinį sprendimą. Reikės daugiau darbo, kad būtų nustatyta, kurie epigenetinio perkrovimo aspektai yra svarbūs funkcijai, o kurie yra tik kosmetiniai molekulinių žymenų pokyčiai.
Šiuo metu rezultatas yra aiškus įrodymas, kad ląstelių amžius yra plastiškas ir matuojamas. Tai suteikia mokslininkams naują svertą tiriant senėjimo ir neurodegeneracijos biologiją, ir peržiūri senus klausimus: kas verčia ląstelę jaustis sena ir kiek toli galime atsukti laikrodį laboratorijoje?
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.