Застарілі клітини людини можна омолодити за допомогою технології стовбурових клітин
Згідно з новим дослідженням дослідників Медичної школи Стенфордського університету, старі клітини людини можуть омолоджуватися після стимулювання до експресії ряду білків, що беруть участь у розвитку ембріона. Більше того, дослідники виявили, що літні миші відновили свою молодість після того, як м’язові стовбурові клітини пройшли процедуру омолодження білка і згодом були пересаджені назад в організм.
Дослідження було опубліковане 24 березня 2020 року в Nature Communications.
Білки, також відомі як Фактори Яманаки, зазвичай використовуються для перетворення дорослої клітини в індуковану плюрипотентну стовбурову клітину. Індуковані плюрипотентні стовбурові клітини можуть трансформуватися майже в будь-який тип клітин організму, стаючи важливим компонентом регенеративної медицини та допомагаючи відкривати нові препарати.
Результати дослідження показали, що стимулювання клітин людини у віці експресувати ці білки змінює багато молекулярних ознак старіння, роблячи клітини, що проходять лікування, схожими на молоді клітини. Якщо дорослі клітини перетворюються на індуковані плюрипотентні стовбурові клітини, вони стають молодими і плюрипотентними.
Трансформація дорослих клітин у плюрипотентні клітини здійснюється шляхом багаторазового опромінення їх протягом приблизно 2 тижнів серії білків, що беруть участь у ранньому ембріональному розвитку. Механізм передбачає щоденне короткочасне введення РНК-месенджера у клітини дорослих, що сприяє синтезу білків Яманаки. З часом ці білки перетворюють дорослі клітини на клітини, подібні до молодих, плюрипотентних ембріональних клітин, з яких вони походять. Під час процесу клітини втрачають попередню пам’ять, переходячи в більш молодий стан.
Нещодавно вчені намагаються з'ясувати, чи впливати на дорослі клітини білків Яманаки днями, а не тижнями, може викликати омолодження, не викликаючи їх плюрипотентності. У 2016 році дослідники з Інституту біологічних досліджень Солка в Каліфорнії виявили, що вираженість 4 факторів Яманаки у морських свинок збільшена тривалість життя до 20%, незрозуміло, чи стосується це також і людського виду. Дослідники нового дослідження хотіли знати, чи реагуватимуть старі клітини людини однаково, і чи відповідь відбуватиметься у кількох типах клітин чи буде дійсною для багатьох тканин. Вони розробили метод використання РНК-месенджера для тимчасової експресії 6 факторів перепрограмування, з них 4 фактори Яманаки та 2 додаткові білки з клітини шкіри та судин людини. Оскільки РНК-месенджер швидко руйнується в клітинах, дослідникам вдалося контролювати тривалість сигналу.
Потім дослідники порівняли схеми експресії генів оброблених клітин та контрольних клітин, отриманих від літніх людей, з необробленими клітинами молодих людей. Камери літніх людей показали після всього 4 дні ознаки зміни процесу старіння, протягом цього часу вони зазнали впливу факторів перепрограмування. У той час як необроблені старілі клітини експресували більш високий рівень генів, пов'язаних з відомими шляхами старіння, оброблені старі клітини більше нагадували молоді клітини. Крім того, оброблені клітини виявилися приблизно на півтора року на 3 з половиною роки молодший ніж необроблені клітини. Найбільша різниця у віці була у клітинах шкіри віком 3 з половиною роки та клітинах судин віком 7 з половиною років.
Далі вчені порівняли кілька ознак старіння (включаючи метаболізм сполук або усунення продуктів клітинної деградації) до клітин молодих людей, оброблених старих клітин та необроблених вікових клітин. Результати показали значне омолодження всіх ознак старіння.
Останній експеримент, який проводили дослідники, був пов’язаний м’язові стовбурові клітини. Коли вони пересадили оброблені м’язові стовбурові клітини назад морським свинкам, тварини відновили м’язову силу, яку спостерігали у молодих мишей.
Не в останню чергу вчені виділили клітини в хрящі людей з артрозом та без нього і результати показали, що тимчасовий вплив клітин остеоартриту на фактори перепрограмування зменшує секрецію молекул запалення, покращуючи здатність клітин ділитися та функціонувати.
Хоча потрібно ще багато досліджень, є надія, що колись дослідники зможуть заново винаходити цілі тканини.