Neue Arbeiten von Wissenschaftlern im Rahmen des Forschungsprogramms des Instituts für Epigenetik ermöglichten dies teilweise
Was ist Regenerative Medizin?
Mit zunehmendem Alter nimmt die Fähigkeit menschlicher Zellen abDie Funktion wird reduziert und Altersspuren sammeln sich im Erbgut an. Die Regenerative Biologie konzentriert sich auf die Reparatur oder den Ersatz von Zellen. Eines der wichtigsten Werkzeuge der regenerativen Biologie ist unsere Fähigkeit, „induzierte“ Stammzellen zu erzeugen. Dieser Prozess ist das Ergebnis mehrerer Schritte, von denen jeder einige der Markierungen löscht, die Zellen spezialisiert machen. Aus diesen Stammzellen kann theoretisch jeder Zelltyp werden. Das Problem ist, dass Wissenschaftler die Bedingungen für die Redifferenzierung von Stammzellen in alle Zelltypen noch nicht zuverlässig nachstellen können.
die Zeit zurückdrehen
Eine neue Methode, die auf einer erhaltenen Technologie basiertDer Nobelpreis, den Wissenschaftler zur Herstellung von Stammzellen verwenden, löst das Problem der vollständigen Auslöschung der zellulären Identität, indem die Neuprogrammierung an einem bestimmten Punkt des Prozesses gestoppt wird. So haben Wissenschaftler das genaue Gleichgewicht zwischen der Reprogrammierung von Zellen gefunden, die sie biologisch jünger macht, ihnen aber gleichzeitig ermöglicht, ihre spezialisierten Zellfunktionen wiederherzustellen.
Im Jahr 2007 war Shinya Yamanaka der erste WissenschaftlerDadurch wurden normale Zellen, die eine bestimmte Funktion erfüllen, in Stammzellen umgewandelt, die die besondere Fähigkeit besitzen, sich zu jedem beliebigen Zelltyp zu entwickeln. Der vollständige Prozess der Neuprogrammierung von Stammzellen dauert etwa 50 Tage und erfordert den Einsatz von vier Schlüsselmolekülen, den sogenannten Yamanaka-Faktoren.
Die neue Methode, die Wissenschaftler „transientReprogrammierung der Reifungsphase, setzt Zellen nur 13 Tage lang Yamanaka-Faktoren aus. In diesem Moment werden altersbedingte Veränderungen beseitigt und die Zellen verlieren vorübergehend ihre „Individualität“. Teilweise umprogrammierten Hautzellen wurde Zeit gegeben, unter normalen Bedingungen zu wachsen, um zu sehen, ob ihre spezifische zurückkehrte. Genomanalysen zeigten, dass sie wiederum charakteristische Marker, in diesem Fall Fibroblasten, „erhalten“ haben. Die Wissenschaftler bestätigten die Ergebnisse, als sie die Kollagenproduktion in den umprogrammierten Zellen beobachteten.
Das Alter ist nicht nur eine Zahl
Um zu zeigen, dass die Zellen verjüngt sind,Die Forscher suchten nach Veränderungen in den Zeichen des Alterns. Wie Dr. Diljit Gill vom Wolf Reik Laboratory am Babraham Institute erklärte: „Unser Verständnis des Alterns auf molekularer Ebene hat sich in den letzten zehn Jahren erweitert. Dies hat zu Methoden geführt, mit denen Wissenschaftler altersbedingte biologische Veränderungen in menschlichen Zellen messen können. Wir haben dies in unserem Experiment angewendet."
Die Forscher untersuchten mehrere IndikatorenZellalter. Die erste ist die epigenetische Uhr, bei der die im Genom vorhandenen chemischen Markierungen das Alter anzeigen. Das zweite ist das Transkriptom, alle Gen-Reads, die von der Zelle produziert werden. Bei diesen beiden Messungen entsprachen die umprogrammierten Zellen dem Profil von Zellen, die im Vergleich zu den Referenzdatensätzen 30 Jahre jünger waren.
Was ist das Endergebnis?
Die möglichen Anwendungen dieser Technik werden beeinflusst durchdie Tatsache, dass die Zellen nicht nur wie junge aussehen, sondern auch so funktionieren. Fibroblasten produzieren Kollagen, ein Molekül, das in Knochen, Hautsehnen und Bändern vorkommt und dabei hilft, Gewebe zu strukturieren und Wunden zu heilen. Verjüngte Fibroblasten produzierten mehr Kollagenproteine als Kontrollzellen, die den Umprogrammierungsprozess nicht durchliefen. Sie ziehen auch in Gebiete um, die saniert werden müssen.
Wie die Autoren der neuen Arbeit feststellten, ist die Methode auchwirkte sich auf andere Gene aus, die mit altersbedingten Krankheiten und Symptomen in Verbindung stehen. Das APBA2-Gen, das mit der Alzheimer-Krankheit assoziiert ist, und das MAF-Gen, das eine Rolle bei der Entstehung von grauem Star spielt, zeigten Veränderungen in Richtung eines jugendlichen Transkriptionsniveaus. Dadurch wird die Anwendung der Technologie erweitert.
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