Na łamach magazynu „Aging Cell” naukowcy z niemieckiego Uniwersytetu w Bonn i Szpitala Uniwersyteckiego w Bonn donieśli o spektakularnym odmłodzeniu ludzkich komórek.

Bezpośrednio przeprogramowali oni prekursorowe komórki czerwonych krwinek w komórki macierzyste, z których można następnie uzyskać neurony.

Jak podkreślili, w trakcie tego procesu zegary molekularne wskazujące wiek komórki zostały zresetowane. Na przykład komórkę pobraną od 80-letniej osoby przekształcono w komórkę macierzystą o wieku molekularnym poniżej 20 lat.

Opisując swoje dokonanie, badacze wyjaśnili, że organizm człowieka zawiera setki różnych typów komórek, a wszystkie one wywodzą się z zapłodnionej komórki jajowej i dlatego mają ten sam materiał genetyczny.

W trakcie rozwoju każda komórka zostaje jednak ukierunkowana na określoną funkcję i dlatego np. komórka skóry nie może naturalnie przekształcić się w komórkę wątroby, podobnie jak komórka krwi nie może stać się komórką nerwową.

Jednak dzisiejsze metody biotechnologiczne umożliwiają cofnięcie tego uwarunkowania i np. z komórki skóry można wyhodować tkankę nerwową. Takiego przeprogramowania dokonuje się za pomocą cząstek sterujących zachowaniem komórki.

We wcześniejszych badaniach ten sam zespół wykazał już, że komórki nerwowe uzyskane w ten sposób, po przeszczepieniu do mózgów myszy tworzą połączenia z istniejącymi neuronami.

– W najnowszym badaniu skupiliśmy się jednak na innym zjawisku – na obserwacji, że podczas przeprogramowywania komórki ulegają wyraźnemu odmłodzeniu – wyjaśnił prof. dr Oliver Brüstle ze Szpitala Uniwersyteckiego w Bonn, cytowany w materiałach prasowych.

Aby sprawdzić wiek komórki, naukowcy wykorzystali epigenetyczne zegary molekularne oparte na zmianach w DNA zachodzących wraz ze starzeniem. Nie dotyczą one samej informacji genetycznej, lecz wpływają na to, jak często jest ona odczytywana.

Komórki pobrane od osiemdziesięcioletniej osoby, po przemianie wykazywały wiek molekularny poniżej 20 lat. – Wiemy również, że to epigenetyczne odmłodzenie sprawia, iż komórki rzeczywiście zachowują się, jakby były młode – podkreślił badacz.

O tym, że w wyniku przeprogramowywania komórek może dochodzić do efektu odmłodzenia, było wiadomo już wcześniej. Dotąd proces ten obserwowano jednak tylko wtedy, gdy przeprogramowanie przebiegało dwuetapowo.

Na przykład komórkę krwi przekształca się najpierw w pluripotencjalną komórkę macierzystą, która może rozwinąć się w niemal każdy typ komórki organizmu. Następnie taką komórkę macierzystą pobudza się do przekształcenia w nerwową komórkę macierzystą, z której mogą powstawać już tylko komórki mózgu.

Jak wyjaśnili naukowcy, w tym przypadku odmłodzenie zachodzi bardzo szybko.

– My przekształciliśmy komórki krwi bezpośrednio w nerwowe komórki macierzyste, czyli z pominięciem etapu komórki pluripotencjalnej. W naszym podejściu odmładzanie zachodziło stopniowo i można je było śledzić przez ponad 100 dni – tłumaczył prof. Brüstle.

Pozwala to na niedostępne dotąd badanie odmładzania komórek.

– Odmładzanie trwające przez tak długi czas stanowi idealny model eksperymentalny. Ponieważ zegary epigenetyczne są stopniowo resetowane przez kilka tygodni, możemy wykorzystać ten model do badania, jakie czynniki i substancje aktywne przyspieszają lub spowalniają proces odmładzania – podkreślił prof. Brüstle.

Badacz liczy na istotne korzyści dla neuronauki i medycyny.

– W końcu to wiek jest najważniejszym czynnikiem ryzyka chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera – przypomniał.

Marek Matacz (PAP)

mat/ bar/