Nyt arbejde fra videnskabsmænd inden for rammerne af forskningsprogrammet for Institut for Epigenetik gjorde det muligt delvist
Hvad er regenerativ medicin?
Med alderen, evnen af menneskelige cellerfunktion reduceres, og spor af ældning ophobes i genomet. Regenerativ biologi fokuserer på reparation eller udskiftning af celler. Et af de vigtigste værktøjer inden for regenerativ biologi er vores evne til at skabe "inducerede" stamceller. Denne proces er resultatet af flere trin, som hver især sletter nogle af de mærker, der gør celler specialiserede. Teoretisk set kan disse stamceller blive til enhver type celle. Problemet er, at forskerne endnu ikke pålideligt kan genskabe betingelserne for re-differentiering af stamceller til alle celletyper.
skrue tiden tilbage
En ny metode baseret på teknologi, der modtogNobelprisen, som videnskabsmænd bruger til at skabe stamceller, løser problemet med fuldstændig at slette cellulær identitet ved at stoppe omprogrammering på et tidspunkt i processen. Forskere har således fundet den nøjagtige balance mellem omprogrammering af celler, hvilket gør dem biologisk yngre, men som samtidig giver dem mulighed for at genoprette deres specialiserede cellulære funktioner.
I 2007 var Shinya Yamanaka den første videnskabsmandsom forvandlede normale celler, der udfører en bestemt funktion, til stamceller, som har den særlige evne til at udvikle sig til enhver type celle. Den komplette proces med stamcelleomprogrammering tager omkring 50 dage og kræver brug af fire nøglemolekyler kaldet Yamanaka-faktorer.
Den nye metode, som forskerne kaldte "forbigåendemodningsfase-omprogrammering" udsætter celler for Yamanaka-faktorer i kun 13 dage. I dette øjeblik fjernes aldersrelaterede ændringer, og cellerne mister midlertidigt deres "individualitet". Delvist omprogrammerede hudceller fik tid til at vokse under normale forhold for at se, om deres specifikke vendte tilbage. Genomanalyse viste, at de igen "modtog" karakteristiske markører, i dette tilfælde fibroblaster. Forskerne bekræftede resultaterne, da de observerede kollagenproduktion i de omprogrammerede celler.
Alder er ikke bare et tal
For at vise, at cellerne er forynget,forskerne ledte efter ændringer i tegn på aldring. Som Dr. Diljit Gill fra Wolf Reik Laboratory ved Babraham Institute forklarede: "Vores forståelse af aldring på molekylært niveau er blevet udvidet i løbet af det sidste årti. Dette har ført til metoder, der gør det muligt for forskere at måle aldersrelaterede biologiske ændringer i menneskelige celler. Vi anvendte dette i vores eksperiment."
Forskerne undersøgte flere indikatorercelle alder. Den første er det epigenetiske ur, hvor de kemiske mærker i genomet indikerer alder. Den anden er transkriptomet, alle genaflæsninger produceret af cellen. For disse to mål matchede de omprogrammerede celler profilen af celler, der var 30 år yngre sammenlignet med referencedatasættene.
Hvad er bundlinjen?
De potentielle anvendelser af denne teknik er påvirket afdet faktum, at cellerne ikke kun ser ud, men også fungerer som unge. Fibroblaster producerer kollagen, et molekyle, der findes i knogler, hudsener og ledbånd, der hjælper med at give struktur til væv og hele sår. Foryngede fibroblaster producerede flere kollagenproteiner sammenlignet med kontrolceller, der ikke gennemgik omprogrammeringsprocessen. De flytter også til områder, der trænger til restaurering.
Som forfatterne til det nye værk bemærkede, er metoden ogsåhaft indflydelse på andre gener forbundet med aldersrelaterede sygdomme og symptomer. APBA2-genet, der er forbundet med Alzheimers sygdom, og MAF-genet, som spiller en rolle i udviklingen af grå stær, viste ændringer i retning af et ungdommeligt transkriptionsniveau. Dette vil udvide anvendelsen af teknologien.
Læs mere:
Der er en anden "planet" inde i Jorden: hvordan den reddede spirende liv
Ny undersøgelse tilbageviser teori om lysenergioverførsel
Forskere tilføjede silicium til en kvantecomputer: beregninger blev rekordhøje nøjagtige