Naukowcom z Uniwersytetu w Bonn udało się przekształcić komórki krwi osób w wieku od noworodka do 101 lat w młode komórki macierzyste układu nerwowego. Najbardziej zaskakujące było jednak to, co wydarzyło się później. Zamiast się starzeć, otrzymane komórki przez kolejne tygodnie stopniowo się odmładzały. W jednym z przykładów ich wiek biologiczny zmniejszył się o około 60 lat w ciągu zaledwie 50 dni.
Badacze z Uniwersytetu w Bonn i tamtejszego szpitala uniwersyteckiego wykorzystali próbki krwi pochodzące od 15 dawców w wieku od kilku dni do 101 lat. Z pobranego materiału wyodrębnili komórki prekursorowe czerwonych krwinek, czyli komórki, które nie osiągnęły jeszcze pełnej dojrzałości. Następnie, wykorzystując odpowiednio przygotowanego wirusa jako nośnik, wprowadzili do nich dwa czynniki sterujące aktywnością genów. W ten sposób uruchomili proces, który całkowicie zmienił przeznaczenie komórek.
Już po około 12 dniach komórki krwi zaczęły wykazywać cechy neuralnych komórek macierzystych, z których mogą powstawać między innymi neurony. Jak wyjaśnił kierujący badaniem prof. Oliver Brüstle, dyrektor Instytutu Neurobiologii Rekonstrukcyjnej w Bonn, naukowcom udało się dokonać tej przemiany bezpośrednio, bez konieczności wcześniejszego cofania komórek do stadium pluripotencjalnego, z którego mogą rozwinąć się niemal wszystkie rodzaje komórek ludzkiego organizmu. Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie naukowym „Aging Cell”.
Najciekawsze zaczęło się jednak dopiero po tej przemianie. Naukowcy postanowili sprawdzić, jak zmienia się wiek biologiczny nowo powstałych komórek. Wykorzystali do tego tak zwane zegary epigenetyczne, które analizują charakterystyczne zmiany chemiczne zachodzące w DNA wraz z upływem lat. Można je porównać do licznika przebiegu, który pozwala oszacować stopień biologicznego zużycia komórki.
Wyniki okazały się niezwykłe. Proces odmładzania nie kończył się w chwili przekształcenia komórek krwi w komórki macierzyste. Trwał przez kolejne tygodnie, a zmiany można było obserwować nawet przez ponad 100 dni. W przypadku materiału pochodzącego od 80-letniego dawcy uzyskano komórki, których wiek molekularny wynosił mniej niż 20 lat. Po dłuższym okresie hodowli zegary epigenetyczne niektórych komórek wskazywały zaledwie około 5 procent wieku pierwotnego dawcy.
Co ważne, nie chodziło jedynie o zmianę wskazań biologicznego zegara. Dodatkowe analizy wykazały, że komórki uzyskane od bardzo starych dawców pod wieloma względami przypominały młode komórki macierzyste. Nie wykazywały charakterystycznych oznak starzenia, a wyniki badań uszkodzeń DNA i funkcjonowania mitochondriów były porównywalne z komórkami uzyskanymi innymi metodami odmładzania. Co jeszcze bardziej zaskakujące, proces cofania wieku epigenetycznego postępował nawet wtedy, gdy naukowcy ograniczali zdolność komórek do podziałów.
Odkrycie jest szczególnie interesujące, ponieważ dotychczasowe metody odmładzania komórek często wymagały przeprowadzenia ich przez etap pluripotencjalnych komórek macierzystych. W Bonn udało się ominąć ten etap i jednocześnie zaobserwować, jak biologiczny zegar stopniowo się cofa. Zdaniem naukowców daje to wyjątkową możliwość zbadania mechanizmów odpowiedzialnych za starzenie i odmładzanie ludzkich komórek.
Badacze podkreślają jednak, że nie wszystkie mechanizmy tego procesu zostały wyjaśnione. Na wyniki mogą wpływać również warunki hodowli laboratoryjnej, a część analiz przeprowadzono na ograniczonej liczbie próbek. Nie oznacza to także, że odkryto sposób na odmłodzenie ludzkiego mózgu czy całego organizmu.
Mimo tych ograniczeń wyniki otwierają interesujące perspektywy. We wcześniejszych badaniach tego samego zespołu wykazano, że komórki nerwowe otrzymane dzięki podobnej metodzie potrafiły po przeszczepieniu do mózgów myszy tworzyć połączenia z istniejącymi neuronami. W przyszłości takie rozwiązania mogłyby znaleźć zastosowanie w badaniach i leczeniu chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera.
Na razie pozostajemy na etapie eksperymentów laboratoryjnych, ale sam fakt, że komórki pochodzące od człowieka mającego ponad 100 lat można przekształcić w komórki o znacznie młodszym profilu biologicznym, pokazuje, jak wiele tajemnic dotyczących starzenia wciąż pozostaje do odkrycia.
Źródło: sciencealert.com