Nieuw werk van wetenschappers in het kader van het onderzoeksprogramma van het Instituut voor Epigenetica maakte het gedeeltelijk mogelijk
Wat is regeneratieve geneeskunde?
Met de leeftijd, het vermogen van menselijke cellenfunctie wordt verminderd en sporen van veroudering hopen zich op in het genoom. Regeneratieve biologie richt zich op het repareren of vervangen van cellen. Een van de belangrijkste instrumenten van regeneratieve biologie is ons vermogen om 'geïnduceerde' stamcellen te creëren. Dit proces is het resultaat van verschillende stappen, die elk enkele van de markeringen wissen die cellen gespecialiseerd maken. Theoretisch kunnen deze stamcellen elk type cel worden. Het probleem is dat wetenschappers de voorwaarden voor herdifferentiatie van stamcellen in alle celtypen nog niet op betrouwbare wijze kunnen nabootsen.
de tijd terugdraaien
Een nieuwe methode gebaseerd op technologie die ontvangenDe Nobelprijs die wetenschappers gebruiken om stamcellen te maken, lost het probleem op van het volledig wissen van de cellulaire identiteit door op een bepaald moment in het proces te stoppen met herprogrammeren. Zo hebben wetenschappers de exacte balans gevonden tussen het herprogrammeren van cellen, waardoor ze biologisch jonger worden, maar tegelijkertijd hun gespecialiseerde cellulaire functies kunnen herstellen.
In 2007 was Shinya Yamanaka de eerste wetenschapperdie normale cellen die een specifieke functie vervullen, hebben omgezet in stamcellen, die het bijzondere vermogen hebben zich tot elk type cel te ontwikkelen. Het volledige proces van herprogrammering van stamcellen duurt ongeveer 50 dagen en vereist het gebruik van vier sleutelmoleculen die Yamanaka-factoren worden genoemd.
De nieuwe methode, die wetenschappers "transient" noemdenherprogrammering van de rijpingsfase, stelt cellen slechts 13 dagen bloot aan Yamanaka-factoren. Op dit moment worden leeftijdsgerelateerde veranderingen verwijderd en verliezen de cellen tijdelijk hun "individualiteit". Gedeeltelijk opnieuw geprogrammeerde huidcellen kregen de tijd om onder normale omstandigheden te groeien om te zien of hun specifieke cel terugkeerde. Genoomanalyse toonde aan dat ze opnieuw karakteristieke markers "ontvingen", in dit geval fibroblasten. De wetenschappers bevestigden de resultaten toen ze de collageenproductie in de opnieuw geprogrammeerde cellen observeerden.
Leeftijd is niet alleen een getal
Om aan te tonen dat de cellen verjongd zijn,de onderzoekers zochten naar veranderingen in de tekenen van veroudering. Zoals Dr. Diljit Gill van het Wolf Reik Laboratory van het Babraham Institute uitlegde: "Ons begrip van veroudering op moleculair niveau is het afgelopen decennium uitgebreid. Dit heeft geleid tot methoden waarmee wetenschappers leeftijdsgebonden biologische veranderingen in menselijke cellen kunnen meten. We hebben dit toegepast in ons experiment."
De onderzoekers bestudeerden verschillende indicatorencel leeftijd. De eerste is de epigenetische klok, waarbij de chemische kenmerken die in het genoom aanwezig zijn, de leeftijd aangeven. De tweede is het transcriptoom, alle gen-reads die door de cel worden geproduceerd. Voor deze twee metingen kwamen de opnieuw geprogrammeerde cellen overeen met het profiel van cellen die 30 jaar jonger waren in vergelijking met de referentiedatasets.
Waar komt het op neer?
De mogelijke toepassingen van deze techniek worden beïnvloed doorhet feit dat de cellen er niet alleen uitzien, maar ook functioneren als jonge cellen. Fibroblasten produceren collageen, een molecuul dat voorkomt in botten, huidpezen en ligamenten, en helpt structuur te geven aan weefsels en wonden te genezen. Verjongde fibroblasten produceerden meer collageeneiwitten vergeleken met controlecellen die het herprogrammeringsproces niet ondergingen. Ze verhuizen ook naar gebieden die restauratie nodig hebben.
Zoals de auteurs van het nieuwe werk opmerkten, is de methode ook:invloed had op andere genen die verband houden met leeftijdsgerelateerde ziekten en symptomen. Het APBA2-gen, geassocieerd met de ziekte van Alzheimer, en het MAF-gen, dat een rol speelt bij de ontwikkeling van cataracten, lieten veranderingen zien naar een jeugdig transcriptieniveau. Dit zal de toepassing van de technologie uitbreiden.
Lees verder:
Er is nog een "planeet" in de aarde: hoe deze het leven in de dop heeft gered
Nieuwe studie weerlegt theorie over overdracht van lichtenergie
Wetenschappers voegden silicium toe aan kwantumcomputer: berekeningen werden recordbrekend nauwkeurig