Celule umane îmbătrânite pot întineri prin tehnologia celulelor stem

Potrivit unui nou studiu al cercetătorilor de la Facultatea de Medicină de la Universitatea Stanford, celulele umane îmbătrânite pot întineri după ce sunt stimulate să exprime o serie de proteine implicate în dezvoltarea embrionară. Mai mult, cercetătorii au descoperit că șoriceii vârstnici și-au redobândit tinerețea după ce celulele stem musculare au fost supuse unui tratament de reîntinerire a proteinelor, fiind ulterior transplantate înapoi în corp.
Studiul a fost publicat pe 24 martie 2020 în Nature Communications.

Proteinele, cunoscute și ca factori Yamanaka, sunt utilizate în mod obișnuit pentru a transforma o celulă adultă într-o celulă stem pluripotentă indusă. Celulele stem pluripotente induse se pot transforma în aproape orice tip de celulă din organism, devenind o componentă importantă a medicinei regenerative și ajutând la descoperirea unor noi medicamente.

Rezultatele studiului au arătat că stimularea celulelor umane îmbătrânite să exprime aceste proteine inversează multe din semnele moleculare de îmbătrânire, făcând celulele supuse tratamentului să fie asemănătoare cu celulele tinere. Dacă celulele adulte sunt transformate în celule stem pluripotente induse, ele devin tinere și pluripotente.

Transformarea celulelor adulte în celule pluripotente se face prin expunerea repetată a acestora, pe o perioadă de aproximativ 2 săptămâni, la o serie de proteine implicate în dezvoltarea embrionară timpurie. Mecanismul presupune introducerea zilnică, pe termen scurt, a ARN-ului mesager în interiorul celulelor adulte, care ajută la sinteza proteinelor Yamanaka. Cu trecerea timpului, proteinele acestea transformă celulele adulte în celule similare cu celulele tinere, pluripotente, embrionare din care au originat. În timpul procesului, celulele își pierd memoria anterioară, întrând într-o stare mai tânăra.

Recent, oamenii de știință au încercat să afle dacă expunerea celulelor adulte la proteinele Yamanaka timp de zile, și nu de săptămâni, poate să determine intinerirea, fără să le inducă pluripotența. În 2016, cercetătorii de la Institutul pentru Studii Biologice Salk din California au descoperit că exprimarea celor4 factori Yamanaka la cobai a extins speranța de viață cu până la 20%, nefiind clar dacă acest lucru este aplicabil și la specia umană. Cercetătorii noului studiu au dorit să afle dacă celulele umane îmbătrânite ar răspunde la fel și dacă răspunsul ar apărea la câteva tipuri de celule sau ar fi valabil pentru mai multe țesuturi. Ei au dezvoltat o metodă de utilizarea a ARN-ului mesager pentru a exprima temporar 6 factori de reprogramare, dintre care 4 factori Yamanaka și 2 proteine adiționale, din pielea umană și celulele vaselor sangvine. Deoarece ARN-ul mesager este rapid degradat în celule, cercetătorii puteau controla durata semnalului.

Apoi cercetătorii au comparat modelele de exprimare genică ale celulelor tratate și ale celulelor control obținute de la adulți vârstnici, cu celule netratate de la persoane tinere. Celulele persoanelor vârstnice au arătat după doar 4 zile semne de inversare a procesului de îmbătrânire, timp în care ele au fost expuse la factori de reprogramare. În timp ce celulele îmbătrânire netratate au exprimat nivele mai mari de gene asociate cu căi de îmbătrânire cunoscute, celulele îmbătrânite tratate se asemănau mai mult cu celulele tinere. De asemenea, celulele tratate păreau să fie cu aproximativ 1 an jumătate până la 3 ani jumătate mai tinere decât celulele netratate. Cea mai mare diferență de ani s-a înregistrat la celulele pielii, de 3 ani jumătate, și la celulele vaselor sanguine, de 7 ani jumătate.

În continuare, oamenii de știință au comparat mai multe semne ale îmbătrânirii (inclusiv metabolizarea compușilor sau eliminarea produșilor de degradare celulară) la celulele persoanelor tinere, celulele îmbătrânite tratate și celulele îmbătrânite netratate. Rezultatele au arătat o reîntinerire importantă în privința tuturor semnelor îmbătrânirii.

Ultimul experiment pe care l-au făcut cercetătorii a fost legat de celulele stem musculare. Când aceștia au transplantat inapoi la cobai celulele stem musculare tratate, animalele și-au redobândit forța musculară observată la șoriceii mai tineri.

Nu în ultimul rând, oamenii de știință au izolat celule din cartilajul oamenilor cu și fără osteoartrită iar rezultatele au arătat că expunerea temporară a celulelor persoanelor cu osteoartrită la factori de reprogramare reduce secreția de molecule inflamatorii, îmbunătățind capacitatea celulelor de diviziune și funcționare.

Deși mai sunt necesare multe studii, există speranța ca cercetătorii să reușească într-o zi să reinventeze întregi țesuturi.

sursa: Science Daily