Стареенето представлява постепенното намаляване на функцията на клетките и тъканите с течение на времето. Характеризира се от различни фактори, включително изтриване на теломерите, генетична нестабилност и неправилно нагънати протеини. Прогресията на някои свързани с възрастта промени може да бъде измерена и използвана за прогнозиране на възрастта при хора.
Индуцираното препрограмиране на плурипотентни стволови клетки (iPSC) е процес, при който всяка клетка може да бъде докарана до състояние, подобно на това на ембрионална стволова клетка. От ембрионална стволова клетка може да бъде произведена всяка клетка на тялото. По този начин плурипотентните стволови клетки (iPSC) е възможно да обърнат промените, свързани с възрастта, включително изтриване на теломерите и оксидативен стрес.
Една ранна форма на този подход вече е добила известност при използването ѝ за създаването на овцата „Доли“, първият бозайник, клониран от възрастна соматична клетка през 1996 г. Препрограмирането на тези стволови клетки обаче води до загуба на оригиналната клетъчна идентичност и функция. Изследванията показват, че краткосрочните iPSC подходи могат да запазят клетъчната идентичност и да обърнат свързаните с възрастта промени при мишки.
Разбирането дали подходът за частично препрограмиране на плурипотентни стволови клетки (iPSC) може да подмлади човешките клетки и да помогне на изследователите да разработят нови лечения за заболявания, свързани с възрастта, включително сърдечни заболявания, диабет и неврологични разстройства.
Изследователите са приложили частично техниката в лабораторни условия върху кожни клетки на средна възраст. Според данните от проучването клетките са станали с до 40 години по-млади. Тези клетки са приличали повече по-млади клетки, поне отчасти, във функциите, които са били изследвани, като производството на колаген и при анализите за заздравяване на рани.
Авторите на това изследване твърдят, че ако се опитат да получат плурипотентни стволови клетки (iPSC) от кожни клетки, но спрат процеса частично по пътя, те получават кожни клетки със свойства, подобни на кожните клетки на много по-млади хора. Проучването е публикувано в eLife.
За целта на изследването учените са въвели вирусни вектори в кожни клетки от трима донори епигенетично на възраст 45, 49 и 55 години. Вирусните вектори са принудили експресията на четири протеина, известни като фактори на Яманака, които имат способността да индуцират образуването на стволови клетки.
Въпреки това, вместо да излагат клетките на вирусните вектори за 50 дни, необходими за пълно клетъчно препрограмиране, изследователите са отстранили клетките след 10, 13, 15 или 17 дни. При измерване на възрастта на ДНК метилиране на клетките учените са открили, че 10 дни експозиция на вектора намалява клетъчната възраст с 20 години, а 17 дни експозиция с 40 години. Учените са съобщили за подобни резултати и при други видове клетки. Освен това са отбелязали, че след 17 дни клетките са могли да навлязат във „фаза на стабилизиране“, в която вече не запазват първоначалната си идентичност.
От голяма важност е да бъде споменато, че това е само доказателство за принципен експеримент в лабораторни условия, за да бъде установено дали изобщо е възможно клетките да бъдат подмладени. Векторите и протеините, използвани в това изследване, могат да бъдат опасни за нормалните клетки, имайки способността да ги превърнат в злокачествени клетки. Това е само първата стъпка в изследването и е много далеч от клинично решение на здравословните проблеми, свързани с възрастта.
Референции:
1. Cell Press. The Hallmarks of Aging
2. Genome Biology. Predicting age from the transcriptome of human dermal fibroblasts
3. National Center for Biotechnology Information (NCBI). Rejuvenating senescent and centenarian human cells by reprogramming through the pluripotent state
4. National Center for Biotechnology Information (NCBI). Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision
5. eLife. Multi-omic rejuvenation of human cells by maturation phase transient reprogramming
