Metoda proti stárnutí dává specializovaným buňkám obnovení o 30 let

Prostřednictvím experimentů s velmi slibnou technologií proti stárnutí prokázali vědci z britského Babraham Institute nový způsob, jak vrátit čas v lidských kožních buňkách. Tyto buňky fungovaly jako buňky o 30 let mladší, ale při tom, co představuje vzrušující pokrok v oboru, si stále dokázaly zachovat některé ze svých specializovaných funkcí získaných věkem.

V roce 2012 japonský výzkumník Shinya Yamanaka získal Nobelovu cenu za svou práci na vývoji takzvaných indukovaných pluripotentních kmenových buněk (iPSC). Ty začínají jako normální dospělé tkáňové buňky, které jsou sebrány a vystaveny 4 molekulám nazývaným faktory Yamanaka, a ty je vrátí do nezralého stavu. Odtud se mohou kmenové buňky teoreticky vyvinout v jakýkoli buněčný typ v těle. Vědci zkoumali tento potenciál mnoha vzrušujícími způsoby, implantovali je králíkům, aby obnovili zrak, řešili nedostatek dopaminu u zvířecích modelů Parkinsonovy choroby a opravovali poškozené srdeční svaly u prasat. Úplný proces přeprogramování zahrnuje vystavení buněk faktorům Yamanaka po dobu přibližně 50 dnů, ale vědci z Babrahamu zjistili, že zkrácení procesu by mohlo přinést některé významné výhody. Když buňky projdou úplným přeprogramováním, vzdají se některých specializovaných schopností, které si vyvinuly zráním. V případě kožních buněk to zahrnuje produkci kolagenu pro použití ve šlachách, vazech, kostech a pro podporu hojení ran. Cílem bylo obnovit buňky do mladistvého stavu, ale nevymazat jejich identitu úplně. Nová technika týmu nazvaná „přechodné přeprogramování fáze zrání“ vystavuje buňky faktorům Yamanaka pouze na 13 dní. Bylo zjištěno, že to odstraní změny související s věkem a vymaže jejich identitu, ale pouze dočasně. Omlazené buňky, které byly ponechány, aby rostly v přirozených podmínkách, opět převzaly vlastnosti kožních buněk, ale s novým pohledem na život. To řeší problém v této oblasti výzkumu, protože zatímco se kmenové buňky mohou teoreticky vyvinout v jakýkoli typ buněk v těle, vytvoření podmínek, kde k tomu dochází spolehlivě, se zatím ukázalo jako obtížné. Zdá se, že nová technika nastíněná ve výzkumu zasáhla „sladký bod“, kde jsou buňky osvěžené, ale stále plní odlišnou a důležitou roli. Při pohledu na chemické markery tvořící to, co je známé jako epigenetické hodiny a molekuly exprimované buňkami, vědci potvrdili, že přeprogramované buňky odpovídaly profilu buněk o 30 let mladších. Buňky také produkovaly více kolagenu než kontrolní buňky a reagovaly efektivněji v laboratornich experimentech určených k replikaci hojení ran.

„Naše výsledky představují velký krok vpřed v našem chápání přeprogramování buněk,“ řekl autor studie dr. Diljeet Gill. „Dokázali jsme, že buňky mohou být omlazeny, aniž by ztratily svou funkci, a že omlazení se snaží obnovit některé funkce starých buněk.“

Je zajímavé, že vědci také zjistili, že tato technika patrně má také účinky proti stárnutí na geny spojené s Alzheimerovou chorobou a šedým zákalem, z nichž 2 vykazovaly známky návratu k mladistvější úrovni aktivity.

„Tato práce má skutečně vzrušující důsledky,“ řekl autor studie profesor Wolf Reik. „Nakonec můžeme být schopni identifikovat geny, které omlazují bez přeprogramování, a konkrétně na ně se zaměřit, aby zmírňovaly účinky stárnutí. Tento přístup je příslibem cenných objevů, které by mohly otevřít úžasný terapeutický horizont.“

Výzkum byl publikován v časopise eLife.