Az idős emberi sejtek őssejt-technológiával fiatalodhatnak
A Stanfordi Egyetem Orvostudományi Karának kutatóinak egy új tanulmánya szerint az idős emberi sejtek megújulhatnak, miután számos embrió fejlődésében szerepet játszó fehérje expressziójára ösztönzik őket. Sőt, a kutatók azt találták, hogy az idős egerek visszanyerték fiatalságukat, miután az izom őssejtjein fehérjefiatalító kezelést végeztek, majd ezt követően visszahelyezték a testbe.
A tanulmány 2020. március 24-én jelent meg a Nature Communications-ben.
Fehérjék, más néven Yamanaka tényezők, általában egy felnőtt sejt átalakítására indukált pluripotens őssejtre. Az indukált pluripotens őssejtek a test szinte bármilyen sejttípusává képesek átalakulni, a regeneratív orvoslás fontos elemévé válnak, és segítenek új gyógyszerek felfedezésében.
A tanulmány eredményei azt mutatták, hogy az idős emberi sejtek ezen fehérjék expressziójára való stimulálása megfordítja az öregedés számos molekuláris jeleit, így a kezelés alatt álló sejtek hasonlóvá válnak a fiatal sejtekhez. Ha a felnőtt sejtek átalakulnak indukált pluripotens őssejtekké, fiatalokká és pluripotensekké válnak.
A felnőtt sejtek pluripotens sejtekké történő átalakulása úgy történik, hogy kb. 2 héten keresztül ismételten ki vannak téve azoknak a fehérjék sorozatának, amelyek a korai embrionális fejlődésben vesznek részt. A mechanizmus magában foglalja a messenger RNS napi, rövid távú bevitelét a felnőtt sejtekbe, amely elősegíti a Yamanaka fehérjék szintézisét. Idővel ezek a fehérjék átalakítják a felnőtt sejteket olyan sejtekké, amelyek hasonlóak azokhoz a fiatal, pluripotens, embrionális sejtekhez, amelyekből származnak. A folyamat során a sejtek elveszítik korábbi memóriájukat, fiatalabb állapotba kerülnek.
A közelmúltban a tudósok megpróbálták kideríteni, hogy a felnőtt sejtek Yamanaka fehérjéknek való kitettsége napokig, nem pedig hetekig képes-e megújulni anélkül, hogy kiváltaná pluripotenciájukat. 2016-ban a kaliforniai Salk Intézet Biológiai Tanulmányai kutatói megállapították, hogy a 4 Yamanaka-faktor expressziója tengerimalacokban 20% -kal meghosszabbítja a várható élettartamot, nem világos, hogy ez vonatkozik-e az emberi fajokra is. Az új tanulmány kutatói azt akarták tudni, hogy az öregedő emberi sejtek ugyanúgy reagálnak-e, és hogy a válasz több sejttípusban fordul elő, vagy több szövetre érvényes. Kifejlesztettek egy módszert a messenger RNS átmeneti expressziójára 6 újraprogramozási tényező, ebből 4 Yamanaka faktor és 2 további fehérje, az emberi bőrből és az erek sejtjeiből. Mivel a messenger RNS gyorsan lebomlik a sejtekben, a kutatók képesek voltak szabályozni a jel időtartamát.
A kutatók ezt követően összehasonlították a kezelt sejtek és az idős felnőttektől kapott kontrollsejtek gén expressziós mintáit a fiatalok kezeletlen sejtjeivel. Az idősek sejtjei megmutatták után csak 4 nap az öregedési folyamat megfordulásának jelei, ez idő alatt átprogramozási tényezőknek voltak kitéve. Míg a kezeletlen öregedő sejtek magasabb szintű géneket expresszáltak az ismert öregedési utakhoz kapcsolódóan, a kezelt idős sejtek jobban hasonlítottak a fiatal sejtekre. Úgy tűnik, hogy a kezelt sejtek is körülbelül 1 és fél - 3 és fél évvel fiatalabb mint kezeletlen sejtek. A legnagyobb korkülönbség a 3 és fél éves bőrsejtekben, valamint a 7 és fél éves érsejtekben volt.
Ezután a tudósok összehasonlították az öregedés számos jeleit (ideértve a vegyületek anyagcseréjét vagy a sejtbontási termékek kiküszöbölését) a fiatalok sejtjeivel, a kezelt öreg sejtekkel és a kezeletlen idős sejtekkel. Az eredmények az öregedés összes jeleinek jelentős fiatalítását mutatták.
A kutatók által végzett utolsó kísérlet összefüggésben volt izom őssejtjei. Amikor a kezelt izom őssejteket visszaültették a tengerimalacokba, az állatok visszanyerték a fiatalabb egereknél tapasztalt izomerőt.
Végül, de nem utolsósorban a tudósok izoláltak sejtek az osteoarthritisben szenvedő és anélkül szenvedő emberek porcjában és az eredmények azt mutatták, hogy az osteoarthritis sejtjeinek átprogramozása átmeneti tényezőknek csökkenti a gyulladásos molekulák szekrécióját, javítva a sejtek osztódási és működési képességét.
Bár még sok további vizsgálatra van szükség, remélhetõen a kutatók egyszer majd képesek lesznek feltalálni az egész szövetet.