Częściowo umożliwiły to nowe prace naukowców w ramach programu badawczego Instytutu Epigenetyki
Czym jest medycyna regeneracyjna?
Z wiekiem zdolność komórek ludzkichfunkcja jest zmniejszona, a ślady starzenia gromadzą się w genomie. Biologia regeneracyjna skupia się na naprawie lub wymianie komórek. Jednym z najważniejszych narzędzi biologii regeneracyjnej jest nasza zdolność do tworzenia „indukowanych” komórek macierzystych. Proces ten jest wynikiem kilku kroków, z których każdy usuwa niektóre znaki, które czynią komórki wyspecjalizowanymi. Teoretycznie te komórki macierzyste mogą stać się dowolnym typem komórki. Problem polega na tym, że naukowcy nie potrafią jeszcze wiarygodnie odtworzyć warunków do ponownego różnicowania komórek macierzystych we wszystkie typy komórek.
cofnąć czas
Nowa metoda oparta na otrzymanej technologiiNagroda Nobla, którą naukowcy wykorzystują do tworzenia komórek macierzystych, rozwiązuje problem całkowitego wymazania tożsamości komórkowej poprzez zatrzymanie przeprogramowania w pewnym momencie procesu. W ten sposób naukowcy odkryli dokładną równowagę między przeprogramowaniem komórek, co czyni je biologicznie młodszymi, ale jednocześnie pozwala im na przywrócenie ich wyspecjalizowanych funkcji komórkowych.
W 2007 roku Shinya Yamanaka był pierwszym naukowcemktóry zamienił normalne komórki spełniające określoną funkcję w komórki macierzyste, które mają szczególną zdolność przekształcania się w dowolny typ komórek. Cały proces przeprogramowania komórek macierzystych trwa około 50 dni i wymaga użycia czterech kluczowych cząsteczek zwanych czynnikami Yamanaka.
Nowa metoda, którą naukowcy nazwali „przejściową”przeprogramowanie fazy dojrzewania, wystawia komórki na działanie czynników Yamanaka tylko przez 13 dni. W tym momencie usuwane są zmiany związane z wiekiem, a komórki chwilowo tracą swoją „indywidualność”. Częściowo przeprogramowane komórki skóry miały czas na wzrost w normalnych warunkach, aby sprawdzić, czy ich konkretna komórka powróciła. Analiza genomu wykazała, że ponownie „otrzymały” charakterystyczne markery, w tym przypadku fibroblasty. Naukowcy potwierdzili wyniki, gdy zaobserwowali produkcję kolagenu w przeprogramowanych komórkach.
Wiek to nie tylko liczba
Aby pokazać, że komórki są odmłodzone,badacze szukali zmian w oznakach starzenia. Jak wyjaśnił dr Diljit Gill z Wolf Reik Laboratory w Babraham Institute: „Nasze zrozumienie starzenia się na poziomie molekularnym poszerzyło się w ciągu ostatniej dekady. Doprowadziło to do opracowania metod, które pozwalają naukowcom mierzyć związane z wiekiem zmiany biologiczne w ludzkich komórkach. Zastosowaliśmy to w naszym eksperymencie”.
Naukowcy zbadali kilka wskaźnikówwiek komórki. Pierwszy to zegar epigenetyczny, w którym ślady chemiczne obecne w genomie wskazują na wiek. Drugi to transkryptom, wszystkie odczyty genów produkowane przez komórkę. W przypadku tych dwóch miar przeprogramowane komórki pasowały do profilu komórek młodszych o 30 lat w porównaniu z referencyjnymi zbiorami danych.
Jaki jest wynik finansowy?
Na potencjalne zastosowania tej techniki wpływają m.infakt, że komórki nie tylko wyglądają, ale także funkcjonują jak młode. Fibroblasty wytwarzają kolagen, cząsteczkę znajdującą się w kościach, ścięgnach i więzadłach skóry, pomagającą nadać strukturę tkankom i leczyć rany. Odmłodzone fibroblasty wytworzyły więcej białek kolagenowych w porównaniu z komórkami kontrolnymi, które nie przeszły procesu przeprogramowania. Przenoszą się także do obszarów wymagających renowacji.
Jak zauważyli autorzy nowej pracy, metoda jest również:miał wpływ na inne geny związane z chorobami i objawami związanymi z wiekiem. Gen APBA2 związany z chorobą Alzheimera oraz gen MAF, który odgrywa rolę w rozwoju zaćmy, wykazały zmiany w kierunku poziomu transkrypcji w okresie młodzieńczym. To rozszerzy zastosowanie technologii.
Czytaj więcej:
Wewnątrz Ziemi jest inna „planeta”: jak uratowała rodzące się życie
Nowe badanie obala teorię transferu energii świetlnej
Naukowcy dodali krzem do komputera kwantowego: obliczenia stały się rekordowo dokładne