Naukowcy cofnęli biologiczny wiek komórek skóry o około 30 lat

Naukowcy z Babraham Institute w Cambridge opracowali metodę, dzięki której hodowane w laboratorium ludzkie komórki skóry zaczęły przypominać komórki młodsze nawet o około 30 lat. Co ważne, nadal zachowywały swoje dotychczasowe funkcje i nie zmieniły się całkowicie w komórki macierzyste. Wyniki badania opublikowano w 2022 roku w czasopiśmie naukowym eLife. Odkrycie może pomóc lepiej zrozumieć proces starzenia i w przyszłości wesprzeć rozwój medycyny regeneracyjnej.

Na czym polegała metoda MPTR?

Badacze zastosowali metodę o nazwie maturation phase transient reprogramming, w skrócie MPTR. W uproszczeniu można ją opisać jako krótkotrwałe przeprogramowanie komórek, które ma cofnąć część zmian związanych ze starzeniem. W tym celu wykorzystano tak zwane czynniki Yamanaki. Są to białka, które mogą zmieniać aktywność genów i przywracać komórkom niektóre cechy charakterystyczne dla wcześniejszych etapów ich rozwoju. Przy pełnym przeprogramowaniu dorosła komórka może stracić swoją dotychczasową tożsamość i zmienić się w komórkę macierzystą. Oznaczałoby to, że fibroblast, czyli komórka uczestnicząca między innymi w produkcji kolagenu, przestałby być fibroblastem.

W metodzie MPTR proces zatrzymano odpowiednio wcześnie. Czynniki przeprogramowujące działały przez około 13 dni, a następnie zostały usunięte. Komórki na krótko utraciły część swoich charakterystycznych cech, ale później ponownie stały się fibroblastami.

Komórki miały profil młodszy o około 30 lat

Naukowcy badali fibroblasty skóry pobrane od osób w średnim wieku. Po zastosowaniu metody MPTR sprawdzili ich wiek biologiczny za pomocą kilku różnych wskaźników. Jednym z nich był tak zwany zegar transkryptomiczny. Ocenia on wiek komórki na podstawie tego, które geny są w niej aktywne. Według tego pomiaru przeprogramowane fibroblasty miały profil odpowiadający komórkom młodszym o około 30 lat.

Podobne zmiany zauważono także w epigenomie. Jest to zestaw chemicznych oznaczeń, które wpływają na działanie genów, ale nie zmieniają samej sekwencji DNA. Wyniki zegara opartego na metylacji DNA również wskazywały na wyraźne odmłodzenie komórek.

Więcej kolagenu i sprawniejszy ruch komórek

Zmiany nie były widoczne wyłącznie w badaniach genów i DNA. Fibroblasty poddane metodzie MPTR produkowały także ilości białek kolagenowych bardziej zbliżone do tych obserwowanych w młodszych komórkach. Kolagen jest jednym z głównych składników skóry i otaczającej komórki tkanki. Fibroblasty biorą udział w jego wytwarzaniu. Z wiekiem ich aktywność może się zmniejszać.

Badacze przeprowadzili również laboratoryjny test naśladujący zamykanie uszkodzenia. Komórki poddane MPTR przemieszczały się szybciej niż starsze fibroblasty, których nie przeprogramowano. Autorzy badania określili ten wynik jako częściowe odmłodzenie ich funkcji.

Dlaczego nie jest to jeszcze terapia odmładzająca?

Choć wyniki są interesujące, badanie znajduje się na bardzo wczesnym etapie. Eksperyment przeprowadzono na komórkach poza organizmem człowieka. Nie wiadomo jeszcze, czy podobną metodę można byłoby bezpiecznie zastosować w skórze lub innych tkankach. Przeprogramowanie musi być dokładnie kontrolowane. Jeżeli trwa zbyt długo, komórki mogą stracić swoje dotychczasowe funkcje. Zmiany aktywności genów mogą również prowadzić do niepożądanych skutków, w tym niekontrolowanego namnażania się komórek.

Autorzy badania zauważyli także, że różne elementy komórki mogą odmładzać się w innym tempie. Najlepszy czas działania metody może być inny dla aktywności genów, zmian epigenetycznych i poszczególnych funkcji komórek.

Co to odkrycie może oznaczać dla medycyny?

Najważniejszym wynikiem badania jest pokazanie, że można częściowo odmłodzić komórkę bez pełnego przekształcania jej w komórkę macierzystą. Oznacza to, że komórka może zachować swoją funkcję, a jednocześnie utracić część cech związanych ze starzeniem.

Na razie MPTR pozostaje jednak metodą eksperymentalną. Wyniki nie są dowodem na istnienie gotowej terapii przeciwstarzeniowej ani sposobu na odmłodzenie całego organizmu.

Źródło

Gill D., Parry A., Santos F. i wsp. (2022). Multi-omic rejuvenation of human cells by maturation phase transient reprogramming. eLife, 11, e71624. DOI: 10.7554/eLife.71624.