Il nuovo lavoro degli scienziati nell'ambito del programma di ricerca dell'Istituto di Epigenetica ha reso possibile parzialmente
Cos'è la medicina rigenerativa?
Con l'età, la capacità delle cellule umanela funzione è ridotta e tracce di invecchiamento si accumulano nel genoma. La biologia rigenerativa si concentra sulla riparazione o sostituzione delle cellule. Uno degli strumenti più importanti della biologia rigenerativa è la nostra capacità di creare cellule staminali "indotte". Questo processo è il risultato di diversi passaggi, ognuno dei quali cancella alcuni dei segni che rendono le cellule specializzate. Teoricamente, queste cellule staminali possono diventare qualsiasi tipo di cellula. Il problema è che gli scienziati non possono ancora ricreare in modo affidabile le condizioni per la ri-differenziazione delle cellule staminali in tutti i tipi cellulari.
far tornare indietro il tempo
Un nuovo metodo basato sulla tecnologia che ha ricevutoIl Premio Nobel che gli scienziati usano per creare le cellule staminali risolve il problema della cancellazione completa dell'identità cellulare interrompendo la riprogrammazione a un certo punto del processo. Pertanto, gli scienziati hanno trovato l'esatto equilibrio tra la riprogrammazione delle cellule, che le rende biologicamente più giovani, ma allo stesso tempo consente loro di ripristinare le loro funzioni cellulari specializzate.
Nel 2007, Shinya Yamanaka è stato il primo scienziatoche ha trasformato le cellule normali che svolgono una funzione specifica in cellule staminali, che hanno la capacità speciale di svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula. Il processo completo di riprogrammazione delle cellule staminali dura circa 50 giorni e richiede l’uso di quattro molecole chiave chiamate fattori Yamanaka.
Il nuovo metodo, che gli scienziati hanno chiamato "transitorioriprogrammazione della fase di maturazione, espone le cellule ai fattori Yamanaka per soli 13 giorni. In questo momento, i cambiamenti legati all'età vengono rimossi e le cellule perdono temporaneamente la loro "individualità". Alle cellule della pelle parzialmente riprogrammate è stato concesso il tempo di crescere in condizioni normali per vedere se quella specifica ritornava. L'analisi del genoma ha mostrato che hanno di nuovo "ricevuto" marcatori caratteristici, in questo caso i fibroblasti. Gli scienziati hanno confermato i risultati osservando la produzione di collagene nelle cellule riprogrammate.
L'età non è solo un numero
Per mostrare che le cellule sono ringiovanite,i ricercatori hanno cercato cambiamenti nei segni dell'invecchiamento. Come ha spiegato il dottor Diljit Gill del Wolf Reik Laboratory presso il Babraham Institute, “La nostra comprensione dell'invecchiamento a livello molecolare si è ampliata negli ultimi dieci anni. Ciò ha portato a metodi che consentono agli scienziati di misurare i cambiamenti biologici legati all'età nelle cellule umane. Lo abbiamo applicato nel nostro esperimento".
I ricercatori hanno studiato diversi indicatorietà cellulare. Il primo è l'orologio epigenetico, dove i segni chimici presenti nel genoma indicano l'età. Il secondo è il trascrittoma, tutto il gene legge prodotto dalla cellula. Per queste due misure, le cellule riprogrammate corrispondevano al profilo delle cellule che erano 30 anni più giovani rispetto ai set di dati di riferimento.
Qual è la linea di fondo?
Le potenziali applicazioni di questa tecnica sono influenzate dail fatto che le cellule non solo appaiono, ma funzionano anche come quelle giovani. I fibroblasti producono collagene, una molecola presente nelle ossa, nei tendini della pelle e nei legamenti, che aiuta a dare struttura ai tessuti e a guarire le ferite. I fibroblasti ringiovaniti hanno prodotto più proteine di collagene rispetto alle cellule di controllo che non sono state sottoposte al processo di riprogrammazione. Si spostano anche in aree che necessitano di restauro.
Come hanno notato gli autori del nuovo lavoro, anche il metodo lo èha avuto un impatto su altri geni associati a malattie e sintomi legati all'età. Il gene APBA2, associato al morbo di Alzheimer, e il gene MAF, che svolge un ruolo nello sviluppo della cataratta, hanno mostrato cambiamenti verso un livello di trascrizione giovanile. Ciò amplierà l'applicazione della tecnologia.
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