Pentru prima dată, reprogramarea celulară a fost folosită pentru a inversa îmbătrânirea la animalele vii

Fântâna tinereţii poate deveni realitate

Pentru prima dată, oamenii de știință au folosit reprogramarea celulară pentru a inversa procesul de îmbătrânire la animalele vii, oferindu-i posibilitatea unui șoarece cu o formă de îmbătrânire prematură de a trăi cu 30 la sută mai mult decât animalele de control.

Tehnica presupune utilizarea celulelor pluripotente induse (en) (iPSCs), ce permite oamenilor de ştiinţă de a reprograma celulele pielii la un nivel inferior, la o stare embrionară.

De la această etapă, iPSCs-urile se pot dezvolta în alte tipuri de celule din organism – iar acum cercetătorii au arătat că celulele reprogramate pot, de asemenea, întineri creaturile vii, ca un adaos la celulele rederulate înapoi.

„În alte studii oamenii de ştiinţă au reprogramat complect toată calea înapoi la o stare similară cu cea a celulelor stem”, a spus cercetătorul Pradeep Reddy (en) de la Institutul Salk al Studiilor Biologice.

„Dar noi, pentru prima dată am arătat, că prin exprimarea acestor factori pentru o durată scurtă, puteţi menţine identitatea celulei în timp ce se inversează semnele distinctive asociate cu vârsta”.

Tehnica iPSCs a fost dezvoltată de cercetătorul japonez Shinya Yamanaka în 2006 (en), când s-a descoperit că celulele diferenţiale ar putea fi rederulate înapoi la cele similare cu celule stem embrionare, prin inducerea a patru gene acum cunoscute ca factori Yamanka (en).

Dar, în timp ce reprogramarea celulelor la o astfel de stare embrionară, ar putea sună ca şi cum am putea face organismele mai tinere, ea, de asemea, poate provoca complicații periculoase.

Cercetarea din 2013 şi 2014 a constatat că introducerea iPSCs-urilor la animale vii este fatală, aceasta rezultă în creşteri canceroase sau defecțiuni a organelor din cauza că celule adulte au pierdut identitatea.

„Evident, este o logică aici”, a declarat pentru The Guardian (en) cercetătorul epigenetic Wolf Reik de la Universitatea Cambridge din Marea Britanie.

„În celulele iPS voi resetați ceasul de îmbătrânire și îl întoarceți înapoi la zero. Întoarcerea înapoi la zero, la o stare embrionară, probabil, este nu tocmai ceea ce doriți, aşa dar vă întrebați: Până unde vreți să vă întoarceți înapoi? „

Acestă metodă de gândire a condus cercetătorii de la Salk la o încercare de reprogramare parțiala.

În schimb să inducă exprimarea factorilor Yamanaka pe o perioadă de până la trei săptămâni  – ceea ce duce la pluripotenţă (en) – ei le-au indus genele doar pentru o perioadă de la două la trei zile.

Ceea ce înseamnă că, celule își păstrează diferențierea – adică, celula de piele rămâne o celulă de piele, ea nu este derulată înapoi până la o celulă stem – dar efectiv devine o versiune mai tânără a sa.

Cel puțin, aceasta este ipoteza, iar cercetătorii bănuiesc că reprogramarea parțială elimină acumularile în celule noastre a ceea ce se numește semne epigenetice  –  uzura care se acumulează în genomul nostru ca răspuns la factorii de mediu şi externi.

De-a lungul timpului, aceste semne devin tot mai pronunțate, degradând eficienţa celulară şi contribuind la ceea ce noi experimentăm odată cu vârsta.

Cercetătorii compară procesul cu un manuscris care a devenit nedescifrabil, datorită prea multor modificări scrise de mână.

„La sfârșitul vieții există prea multe semne  şi celulelor le este dificil pentru a le citi”, a declarat pentru New York Times  Izpisua Belmonte, un membru al echipei.

În timp ce aceasta rămâne doar o ipoteză la moment, experimentele cercetătorilor sugerează că aici este ceva.

La șoarecii cu progerie – o boală genetică rară care cauzează îmbătrânirea prematură – animalele care au primit un tratament de reprogramare parțială au trăit în medie 24 de săptămâni, în timp ce animalele netratate au trăit doar timp de 18 săptămâni.

„Este greu de spus în mod specific de ce animalele au trăit mai mult”, a spus într-un comunicat de presă Paloma Martinez (en), unul dintre membrii echipei.

„Dar, noi știm că expresia acestor factori induce modificări în epigenome (o evidenţă a modificărilor chimice la ADN şi proteinele histone din organism), iar acestea duc la beneficii de nivel celular şi organism”.

Pe lângă o durată de viaţă mai lungă, de asemenea, un impuls a primit şi sănătatea animalelor tratate, șoareci au arătat îmbunătățiri la funcționarea cardiovasculară şi de organe.

Vedeţi şi: Oamenii de ştiinţă au descoperit elixirul tinereţii – pentru şoareci – şi au început testele pe oameni

Când tratamentul a fost aplicat la șoarecii sănătoși fără progerie, ei, de asemenea, au arătat o îmbunătățire a sănătății organelor – dar, este încă prea devreme de a spune dacă longevitatea lor, la fel, a fost afectată, deoarece animalele sunt încă în viaţă.

În timp ce aceste rezultate sunt promițătoare, cercetarea este încă la o etapă timpurie – în special în măsura în care într-o bună zi ea va putea fi aplicată la om.

Noi am văzut aceste rezultate, deocamdată doar la șoareci, dar cercetătorii speră că o implicare selectivă a factorilor Yamanaka ar putea produce efecte similare la oameni.

„Evident șoarecii nu sunt oameni şi știm că va fi mult mai complicat pentru a întineri o persoană”, a spus Belmonte (en).

„Dar, acest studiu arată că îmbătrânirea este un proces foarte dinamic şi plastic şi, prin urmare, va fi mult mai potrivit pentru intervenții terapeutice decât am crezut anterior”.

Acum echipa intenționează să dezvolte niște molecule care vor fi în stare de a imita factorii Yamanaka, cu un accent pe întinerirea țesuturilor şi organelor specifice.

Aceste medicamente nu vor fi disponibile mâine, dar pe de altă parte, ele par să fie nu prea departe.

„Aceste substanțe chimice pot fi administrate în creme şi preparate injectabile pentru a întineri pielea, mușchii sau oasele”, a declarat Belmonte pentru The Guardian.

„Credem că aceste metode chimice, în următorii 10 ani, ar putea fi incluse în studiile clinice”.

Cercetarea a fost anunțată în Cell.