Částečně to umožnila nová práce vědců v rámci výzkumného programu Ústavu epigenetiky
Co je regenerativní medicína?
S věkem, schopnost lidských buněkfunkce je snížena a v genomu se hromadí stopy stárnutí. Regenerativní biologie se zaměřuje na opravu nebo náhradu buněk. Jedním z nejdůležitějších nástrojů regenerační biologie je naše schopnost vytvářet „indukované“ kmenové buňky. Tento proces je výsledkem několika kroků, z nichž každý vymaže některé značky, které dělají buňky specializované. Teoreticky se tyto kmenové buňky mohou stát jakýmkoli typem buněk. Problém je v tom, že vědci zatím nemohou spolehlivě znovu vytvořit podmínky pro opětovnou diferenciaci kmenových buněk na všechny typy buněk.
vrátit čas zpět
Nová metoda založená na technologii, která obdrželaNobelova cena, kterou vědci používají k vytvoření kmenových buněk, řeší problém úplného vymazání buněčné identity zastavením přeprogramování v určité fázi procesu. Vědci tak našli přesnou rovnováhu mezi přeprogramováním buněk, což je činí biologicky mladšími, ale zároveň jim umožňuje obnovit jejich specializované buněčné funkce.
V roce 2007 byl Shinya Yamanaka prvním vědcemkterý proměnil normální buňky, které plní specifickou funkci, na kmenové buňky, které mají zvláštní schopnost vyvinout se v jakýkoli typ buňky. Kompletní proces přeprogramování kmenových buněk trvá asi 50 dní a vyžaduje použití čtyř klíčových molekul zvaných Yamanaka faktory.
Nová metoda, kterou vědci nazvali „přechodnápřeprogramování fáze zrání, vystavuje buňky faktorům Yamanaka pouze na 13 dní. V tuto chvíli jsou odstraněny změny související s věkem a buňky dočasně ztrácejí svou „individualitu“. Částečně přeprogramované kožní buňky dostaly čas růst za normálních podmínek, aby se zjistilo, zda se jejich specifická vrátila. Analýza genomu ukázala, že opět „obdrželi“ charakteristické markery, v tomto případě fibroblasty. Vědci potvrdili výsledky, když pozorovali produkci kolagenu v přeprogramovaných buňkách.
Věk není jen číslo
Chcete-li ukázat, že buňky jsou omlazené,výzkumníci hledali změny ve známkách stárnutí. Jak vysvětlil Dr. Diljit Gill z Wolf Reik Laboratory v Babraham Institute: „Naše chápání stárnutí na molekulární úrovni se za poslední desetiletí rozšířilo. To vedlo k metodám, které vědcům umožňují měřit biologické změny v lidských buňkách související s věkem. Použili jsme to v našem experimentu."
Vědci studovali několik ukazatelůbuněčný věk. První jsou epigenetické hodiny, kde chemické značky přítomné v genomu indikují věk. Druhým je transkriptom, všechna čtení genu produkovaná buňkou. Pro tato dvě měření odpovídaly přeprogramované buňky profilu buněk, které byly o 30 let mladší ve srovnání s referenčními datovými soubory.
Jaký je konečný výsledek?
Potenciální aplikace této techniky jsou ovlivněnyto, že buňky nejen vypadají, ale také fungují jako mladé. Fibroblasty produkují kolagen, molekulu nacházející se v kostech, kožních šlachách a vazech, pomáhající dávat strukturu tkáním a hojit rány. Omlazené fibroblasty produkovaly více kolagenových proteinů ve srovnání s kontrolními buňkami, které neprošly procesem přeprogramování. Stěhují se také do oblastí, které potřebují obnovu.
Jak poznamenali autoři nové práce, metoda je takéměl dopad na další geny spojené s nemocemi a symptomy souvisejícími s věkem. Gen APBA2, spojený s Alzheimerovou chorobou, a gen MAF, který hraje roli ve vývoji šedého zákalu, vykazovaly změny směrem k mladistvé transkripční úrovni. Tím se rozšíří použití technologie.
Přečtěte si více:
Uvnitř Země je další „planeta“: jak zachránila rodící se život
Nová studie vyvrací teorii přenosu světelné energie
Vědci přidali křemík do kvantového počítače: výpočty se staly rekordně přesnými