Γήρανση: Επιστήμονες «γύρισαν πίσω» 60 χρόνια το βιολογικό ρολόι ανθρώπινων κυττάρων
Από αιμοσφαίρια 80χρονου προέκυψαν νευρικά βλαστοκύτταρα με μοριακά χαρακτηριστικά ηλικίας κάτω των 20 ετών, προσφέροντας νέο τρόπο μελέτης της γήρανσης και του Αλτσχάιμερ
Κύτταρα αίματος ενός 80χρονου απέκτησαν μοριακά χαρακτηριστικά ηλικίας μικρότερης των 20 ετών, σε εργαστηριακό πείραμα επιστημόνων στη Γερμανία. Ερευνητές του Πανεπιστημίου και του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου της Βόννης κατάφεραν να επαναπρογραμματίσουν ανθρώπινα κύτταρα, μειώνοντας τη βιολογική τους ηλικία κατά περισσότερα από 60 χρόνια, σύμφωνα με τους μοριακούς δείκτες που χρησιμοποιήθηκαν.
Το επίτευγμα δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Aging Cell και δίνει στους επιστήμονες τη δυνατότητα να παρακολουθήσουν, βήμα προς βήμα, πώς τα κύτταρα αποκτούν ξανά νεότερα χαρακτηριστικά. Η διαδικασία πραγματοποιήθηκε αποκλειστικά στο εργαστήριο, με την ερευνητική ομάδα να επικεντρώνεται στους μηχανισμούς της κυτταρικής γήρανσης και στην πιθανή σύνδεσή τους με ασθένειες όπως η νόσος Αλτσχάιμερ.
Από τα 80 στα 20 χρόνια: Τι κατάφεραν οι επιστήμονες
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν πρόδρομα κύτταρα ερυθρών αιμοσφαιρίων, τα οποία μετέτρεψαν απευθείας σε νευρικά βλαστοκύτταρα. Πρόκειται για κύτταρα που μπορούν να εξελιχθούν σε νευρικά κύτταρα, δηλαδή σε κύτταρα του νευρικού συστήματος.
Για να πραγματοποιηθεί η μετατροπή, αξιοποιήθηκαν ειδικές πρωτεΐνες, γνωστές ως μεταγραφικοί παράγοντες, οι οποίες επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο ενεργοποιούνται τα γονίδια.
Με αυτόν τον επαναπρογραμματισμό, ένα κύτταρο που αρχικά προοριζόταν να ακολουθήσει συγκεκριμένη πορεία ανάπτυξης μπορεί να αποκτήσει διαφορετική ταυτότητα.
Το εντυπωσιακό αποτέλεσμα προέκυψε όταν οι επιστήμονες εξέτασαν τη βιολογική ηλικία των νέων κυττάρων.
Κύτταρα που προέρχονταν από έναν άνθρωπο 80 ετών εμφάνισαν, μετά τη μετατροπή τους, μοριακή ηλικία κάτω των 20 ετών.
Η διαφορά ξεπερνούσε τις έξι δεκαετίες, παρότι τα κύτταρα προέρχονταν από τον ίδιο ηλικιωμένο δότη.
Πώς μετρήθηκε η ηλικία των κυττάρων
Η ηλικία ενός κυττάρου δεν προσδιορίζεται μόνο από τα χρόνια που έχει ζήσει ο άνθρωπος από τον οποίο προέρχεται.
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν επίσης τα λεγόμενα επιγενετικά ρολόγια, τα οποία εξετάζουν συγκεκριμένες χημικές μεταβολές στο DNA που συνδέονται με τη γήρανση.
Οι αλλαγές αυτές δεν μεταβάλλουν την ίδια τη γενετική πληροφορία. Επηρεάζουν, όμως, τον τρόπο και τη συχνότητα με την οποία χρησιμοποιούνται ορισμένα γονίδια.
Επειδή τα συγκεκριμένα μοριακά χαρακτηριστικά μεταβάλλονται με την ηλικία, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση της βιολογικής ηλικίας των κυττάρων.
Στο πείραμα της Βόννης, τα επιγενετικά ρολόγια έδειξαν ότι η διαδικασία επαναπρογραμματισμού είχε μειώσει θεαματικά τη μοριακή ηλικία.
Ο καθηγητής Όλιβερ Μπρίστλε (Oliver Brüstle), διευθυντής του Ινστιτούτου Αναγεννητικής Νευροβιολογίας στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Βόννης, εξήγησε ότι η επιγενετική ανανέωση συνδέεται και με τη συμπεριφορά των κυττάρων, τα οποία αποκτούν λειτουργικά χαρακτηριστικά νεότερων κυττάρων.
Το ιδιαίτερο στοιχείο: Η ανανέωση έγινε σταδιακά
Η δυνατότητα να εμφανίζουν τα κύτταρα νεότερη βιολογική ηλικία ύστερα από επαναπρογραμματισμό ήταν ήδη γνωστή στους επιστήμονες.
Ωστόσο, οι προηγούμενες μέθοδοι βασίζονταν σε μια διαδικασία δύο σταδίων.
Αρχικά, ένα κύτταρο μετατρεπόταν σε πολυδύναμο βλαστοκύτταρο, το οποίο έχει τη δυνατότητα να εξελιχθεί σε πολλούς διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Στη συνέχεια, οι ερευνητές το καθοδηγούσαν ώστε να γίνει νευρικό βλαστοκύτταρο.
Η διαδικασία αυτή συνοδευόταν από σχετικά γρήγορη κυτταρική ανανέωση, γεγονός που δυσκόλευε την παρακολούθηση των επιμέρους αλλαγών.
Η νέα μέθοδος παρέκαμψε το ενδιάμεσο στάδιο.
Οι επιστήμονες μετέτρεψαν τα κύτταρα αίματος απευθείας σε νευρικά βλαστοκύτταρα, με την αλλαγή της μοριακής τους ηλικίας να εξελίσσεται σταδιακά.
Έπειτα από περίπου 50 ημέρες, καταγράφηκε ανανέωση της τάξης των 60 ετών, ενώ η διαδικασία μπορούσε να παρακολουθείται για περισσότερες από 100 ημέρες.
Αυτός ο αργός ρυθμός επέτψε στους ερευνητές να εξετάσουν με μεγαλύτερη λεπτομέρεια τις βιολογικές αλλαγές που συμβαίνουν καθώς τα κύτταρα αποκτούν νεότερα χαρακτηριστικά.
Τι σχέση μπορεί να έχει η έρευνα με τη νόσο Αλτσχάιμερ
Η ερευνητική ομάδα θεωρεί ότι η νέα μέθοδος μπορεί να αποτελέσει χρήσιμο εργαλείο για τη μελέτη των μηχανισμών της γήρανσης.
Παρακολουθώντας την επαναφορά των επιγενετικών ρολογιών επί εβδομάδες, οι επιστήμονες μπορούν να εξετάσουν ποιοι παράγοντες επιταχύνουν ή επιβραδύνουν την κυτταρική ανανέωση.
Στο πλαίσιο αυτό, μπορούν να μελετηθούν και διαφορετικές ουσίες, ώστε να διαπιστωθεί πώς επηρεάζουν τη συγκεκριμένη διαδικασία.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η εφαρμογή αυτής της γνώσης στη νευροεπιστήμη.
Η ηλικία αποτελεί τον σημαντικότερο παράγοντα κινδύνου για νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, γεγονός που καθιστά τη μελέτη της γήρανσης των νευρικών κυττάρων ιδιαίτερα σημαντική.
Η ομάδα της Βόννης είχε δείξει σε προηγούμενα πειράματα ότι νευρικά κύτταρα που δημιουργήθηκαν μέσω επαναπρογραμματισμού μπορούσαν να σχηματίσουν συνδέσεις με υπάρχοντες νευρώνες μετά τη μεταμόσχευσή τους στον εγκέφαλο ποντικών.
Η νέα εργασία επικεντρώνεται στη βιολογική ηλικία των κυττάρων και προσφέρει ένα επιπλέον εργαστηριακό μοντέλο για τη μελέτη των αλλαγών που συνοδεύουν τη γήρανση του νευρικού συστήματος.
Μπορεί αυτή η μέθοδος να κάνει έναν άνθρωπο νεότερο;
Το αποτέλεσμα αφορά τη μοριακή ηλικία κυττάρων που καλλιεργήθηκαν στο εργαστήριο. Δεν πραγματοποιήθηκε αναστροφή της γήρανσης σε άνθρωπο ούτε δοκιμάστηκε κάποια αντιγηραντική θεραπεία.
Η διαφορά των 60 ετών προέκυψε από τους επιγενετικούς δείκτες των επαναπρογραμματισμένων κυττάρων, όχι από αλλαγή της ηλικίας του ανθρώπου από τον οποίο ελήφθησαν.
Η επιστημονική σημασία της μελέτης βρίσκεται κυρίως στη δυνατότητα παρακολούθησης της κυτταρικής ανανέωσης σε πραγματικό χρόνο και στη διερεύνηση των βιολογικών μηχανισμών που την ελέγχουν.
Στην έρευνα συμμετείχαν ομάδες από το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Βόννης, το Πανεπιστήμιο της Βόννης και το Πολυτεχνείο του Άαχεν (RWTH Aachen), με χρηματοδότηση από το ευρωπαϊκό πρόγραμμα Horizon 2020, το Γερμανικό Ίδρυμα Ερευνών και το γερμανικό ομοσπονδιακό υπουργείο Έρευνας, Τεχνολογίας και Διαστήματος.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ:
- Αλτσχάιμερ: Ο ύπνος ίσως «δείχνει» νωρίς τον κίνδυνο – Τι αποκάλυψε νέα μελέτη
- Αυτή είναι η σωστή διατροφή που βάζει φρένο στη γήρανση του εγκεφάλου
- Κυτταρική γήρανση: Το «κλειδί» που αναζητούν οι επιστήμονες για να επιβραδύνουν τη φθορά
Η «Πελοπόννησος» και το pelop.gr σε ανοιχτή γραμμή με τον Πολίτη
Η φωνή σου έχει δύναμη – στείλε παράπονα, καταγγελίες ή ιδέες για τη γειτονιά σου.
Ακολουθήστε μας για όλες τις ειδήσεις στο Bing News και το Google News
