O teorie veche despre apariția vieții pe Pământ ar putea fi greșită. Ce se crede acum despre "seminţele vieţii"
Publicat acum 1 ora si 29 minute
O echipă de cercetători din Germania a reușit să reducă drastic vârsta biologică a unor celule umane, transformând celule precursoare din sângele unei persoane de 80 de ani în celule stem neurale cu o vârstă moleculară estimată la mai puțin de 20 de ani. Practic, oamenii de știință au reușit să inverseze peste șase decenii de îmbătrânire celulară, în condiții de laborator, potrivit ScienceDaily.
Rezultatul ar putea deschide noi direcții de cercetare asupra mecanismelor prin care celulele își recapătă caracteristicile tinere. Descoperirea este importantă și pentru studiul bolilor asociate înaintării în vârstă, inclusiv al unor afecțiuni neurodegenerative precum Alzheimer.
Experimentul a fost realizat de specialiști de la Spitalul Universitar din Bonn și Universitatea din Bonn, care au reprogramat celule precursoare ale globulelor roșii pentru a le transforma în celule stem neurale. Acestea au capacitatea de a se diferenția ulterior în celule ale sistemului nervos.
În timpul procesului, cercetătorii au observat că markerii moleculari asociați îmbătrânirii au fost treptat reconfigurați, iar celulele au ajuns să prezinte caracteristici întâlnite la persoane mult mai tinere.
Spre deosebire de alte metode testate anterior, întinerirea nu s-a produs brusc, ci pe parcursul mai multor săptămâni. Acest lucru le-a permis cercetătorilor să urmărească schimbările celulare în timp și să analizeze mecanismele implicate.
Rezultatele studiului au fost publicate în revista științifică Aging Cell.
Cum au transformat cercetătorii celulele din sânge în celule stem neurale
Organismul uman este alcătuit din sute de tipuri de celule specializate. Toate provin din aceeași celulă inițială, ovulul fecundat, și au practic același material genetic. Pe măsură ce organismul se dezvoltă, celulele capătă însă funcții diferite: unele formează pielea, altele ficatul, sângele sau țesutul nervos.
În mod obișnuit, o celulă sanguină nu se poate transforma spontan într-un neuron. Tehnicile moderne de laborator le permit însă oamenilor de știință să reprogrameze anumite celule și să le schimbe identitatea.
Procedura se bazează pe utilizarea unor proteine numite factori de transcripție, care controlează activitatea genelor. Prin modificarea instrucțiunilor genetice pe care le urmează o celulă, cercetătorii îi pot schimba direcția de dezvoltare și o pot transforma într-un alt tip celular.
„Folosind această metodă, am transformat direct precursorii globulelor roșii în celule stem neurale”, a explicat profesorul Oliver Brüstle, directorul Institutului de Neurobiologie Regenerativă din cadrul Spitalului Universitar din Bonn.
Echipa demonstrase în experimente anterioare că celulele nervoase obținute prin această metodă pot stabili conexiuni cu neuronii existenți după ce sunt transplantate în creierul șoarecilor.
Celulele au devenit cu peste 60 de ani mai tinere la nivel molecular
În noul studiu, cercetătorii au urmărit un efect aparte al reprogramării celulare: reducerea vârstei biologice. Pentru a măsura această schimbare, au analizat așa-numitele ceasuri epigenetice, instrumente care estimează vârsta unei celule pe baza unor modificări chimice apărute la nivelul ADN-ului.
Aceste modificări nu schimbă secvența ADN-ului, ci influențează modul în care sunt activate sau dezactivate anumite gene. Tiparele lor se modifică odată cu înaintarea în vârstă, iar cercetătorii le pot folosi pentru a estima cât de „bătrână” este o celulă din punct de vedere molecular.
Rezultatele au fost remarcabile: după reprogramare, celulele prelevate de la o persoană de 80 de ani au prezentat caracteristici moleculare specifice unor celule cu o vârstă sub 20 de ani.
„Știm, de asemenea, că această întinerire epigenetică ajuta celulele să se comporte efectiv ca niște celule tinere”, a explicat profesorul Brüstle.
O metodă care le-a permis oamenilor de știință să urmărească întinerirea timp de peste 100 de zile
Cercetătorii au observat și în experimente anterioare că reprogramarea poate reseta vârsta biologică a celulelor. Metodele folosite atunci presupuneau însă două etape distincte.
Mai întâi, o celulă matură, precum una din sânge, era transformată într-o celulă stem pluripotentă. Acest tip de celulă are capacitatea de a se dezvolta în numeroase tipuri de țesuturi. Ulterior, ea era direcționată către formarea unei celule stem neurale, cu un rol mai specializat.
Dezavantajul acestei abordări era viteza cu care se producea întinerirea. Procesul avea loc relativ repede, ceea ce făcea dificilă observarea tuturor schimbărilor biologice intermediare.
Echipa din Bonn a ales o altă cale: a transformat direct celulele din sânge în celule stem neurale, fără să treacă prin etapa intermediară a celulelor stem pluripotente.
„În metoda noastră, întinerirea s-a produs treptat și a putut fi urmărită timp de peste 100 de zile”, a explicat Brüstle.
Cercetătorii au observat că, după aproximativ 50 de zile, vârsta moleculară a celulelor scăzuse cu circa 60 de ani. Faptul că procesul a continuat pe o perioadă atât de lungă le-a oferit posibilitatea să analizeze transformările pe măsură ce aveau loc, nu doar rezultatul final.
Ce legătură ar putea avea descoperirea cu boala Alzheimer
Noua metodă le-ar putea oferi cercetătorilor un instrument important pentru studierea îmbătrânirii. Pentru că procesul de întinerire se desfășoară lent, oamenii de știință pot analiza ce mecanisme moleculare sunt implicate și pot testa diferite substanțe pentru a vedea dacă acestea accelerează sau încetinesc transformarea.
„Un proces de întinerire care se desfășoară pe o perioadă atât de lungă este ideal ca model experimental. Deoarece ceasurile epigenetice sunt resetate treptat, pe parcursul mai multor săptămâni, putem folosi acest model pentru a investiga factorii și substanțele active care accelerează sau încetinesc procesul”, a explicat profesorul german.
Descoperirea ar putea avea implicații importante și pentru cercetarea bolilor neurodegenerative. Înaintarea în vârstă este unul dintre cei mai importanți factori de risc pentru afecțiuni precum Alzheimer, iar înțelegerea mecanismelor care determină îmbătrânirea celulelor ar putea ajuta la identificarea unor noi direcții de tratament.
„Până la urmă, vârsta este cel mai important factor de risc pentru bolile neurodegenerative, precum Alzheimer”, a subliniat Brüstle.
Important: rezultatul nu înseamnă că oamenii pot întineri cu 60 de ani și nici că procesul de îmbătrânire poate fi inversat în organismul uman. Experimentul a fost realizat în laborator, asupra unor celule reprogramate. Deocamdată, descoperirea oferă un nou model pentru studierea îmbătrânirii și a bolilor asociate acesteia, nu un tratament antiîmbătrânire.