Cercetătorii au dezvoltat o nouă metodă regenerativă care întinerește celulele pielii cu 30 de ani

  • Profesorul Wolf Reik, un lider de grup în cadrul programului de cercetare, spune că cercetătorii ar putea fi capabili să identifice genele care întineresc fără reprogramare și să le țintească în mod specific pentru a reduce efectele îmbătrânirii.
  • Cercetarea ar putea deschide și alte posibilități terapeutice, cercetătorii au observat că metoda lor a avut efect și asupra altor gene legate de boli și simptome legate de vârstă.
  • Aplicațiile potențiale ale acestei tehnici depind de faptul că celulele nu numai că vor părea mai tinere, dar vor și funcționa ca niște celule tinere.

Cercetătorii de la Institutul Babraham au dezvoltat o metodă regenerativă care întinerește celulele pielii cu 30 de ani. Cercetătorii din cadrul programului de cercetare Epigenetică al Institutului au reușit să restabilească parțial funcția celulelor mai bătrâne, precum și să întinerisească măsurile moleculare ale vârstei biologice. Deși se află într-un stadiu incipient de explorare, cercetarea ar putea revoluționa medicina regenerativă.

Noua metodă, bazată pe tehnica premiată cu Nobel pe care oamenii de știință o folosesc pentru a produce celule stem, depășește problema ștergerii complete a identității celulelor prin oprirea reprogramării la o parte din proces. Acest lucru le-a permis cercetătorilor să găsească echilibrul precis între reprogramarea celulelor, făcându-le mai tinere din punct de vedere biologic, și posibilitatea de a-și recăpăta în același timp funcția celulară specializată.

În 2007, Shinya Yamanaka a fost primul om de știință care a reușit să transforme celulele normale, care au o funcție specifică, în celule stem, care au capacitatea specială de a se dezvolta în orice tip de celule. Procesul complet de reprogramare a celulelor stem durează aproximativ 50 de zile, folosind patru molecule cheie numite factorii Yamanaka. Noua metodă, numită „reprogramare tranzitorie în faza de maturare”, expune celulele la factorii Yamanaka timp de doar 13 zile. În acest moment, modificările legate de vârstă sunt eliminate, iar celulele și-au pierdut temporar identitatea. Celulelor reprogramate parțial li s-a dat timp să crească în condiții normale pentru a observa dacă funcția lor specifică de celule cutanate a revenit. Analiza genomului a arătat că celulele și-au recăpătat caracteristicile celulelor pielii (fibroblaste), iar acest lucru a fost confirmat prin observarea producției de colagen în celulele reprogramate.

Vârsta nu este doar un număr

Pentru a demonstra că celulele au fost întinerite, cercetătorii au căutat modificări ale semnelor distinctive ale îmbătrânirii. După cum a explicat Dr. Diljeet Gill, un postdoctorand în laboratorul lui Wolf Reik de la Institut, care a efectuat lucrarea în calitate de doctorand: „Înțelegerea noastră a îmbătrânirii la nivel molecular a progresat în ultimul deceniu, dând naștere unor tehnici care permit cercetătorilor să măsoare modificările biologice legate de vârstă în celulele umane. Am reușit să aplicăm acest lucru la experimentul nostru pentru a determina gradul de reprogramare pe care noua noastră metodă l-a obținut”.

Cercetătorii au analizat mai multe măsuri ale vârstei celulare. Prima este ceasul epigenetic, în care etichetele chimice prezente în tot genomul indică vârsta. A doua este transcriptomul, toate citirile genetice produse de celulă. Prin aceste două măsuri, celulele reprogramate au corespuns profilului celulelor care erau cu 30 de ani mai tinere în comparație cu seturile de date de referință.

Aplicațiile potențiale ale acestei tehnici depind de faptul că celulele nu numai că vor părea mai tinere, ci vor funcționa ca niște celule tinere. Fibroblastele produc colagen, o moleculă care se găsește în oase, piele, tendoane și ligamente, ajutând la structurarea țesuturilor și la vindecarea rănilor. Fibroblastele întinerite au produs mai multe proteine de colagen în comparație cu celulele de control care nu au fost supuse procesului de reprogramare.

De asemenea, fibroblastele se deplasează în zonele care au nevoie de reparații. Cercetătorii au testat celulele parțial întinerite prin crearea unei tăieturi artificiale într-un strat de celule într-un vas. Ei au constatat că fibroblastele tratate de ei s-au deplasat în spațiul gol mai repede decât celulele mai vechi.

Cercetătorii au observat că metoda lor a avut un efect și asupra altor gene legate de boli și simptome legate de vârstă. Gena APBA2, asociată cu boala Alzheimer, și gena MAF, cu rol în dezvoltarea cataractei, au prezentat modificări spre niveluri de transcriere mai tinerești.