Німецькі науковці змогли перетворити клітини крові 80-річної людини на нервові стовбурові клітини, біологічний вік яких становив менш як 20 років. Експеримент показав, що спеціальне перепрограмування здатне змінювати молекулярні ознаки старіння та фактично повертати клітини до значно молодшого стану.
Дослідження провела команда під керівництвом професора Олівера Брюстле, директора Інституту реконструктивної нейробіології. Вчені зосередилися на можливості змінювати спеціалізацію клітин і водночас зменшувати їхній біологічний вік.
Усі клітини людського організму походять від однієї заплідненої яйцеклітини та містять практично однакову генетичну інформацію. Проте під час розвитку вони набувають різних функцій, тому клітини крові, шкіри та нервової системи суттєво відрізняються між собою.
Зазвичай клітина, яка вже отримала певну спеціалізацію, не може самостійно перетворитися на клітину іншої тканини. Німецькі дослідники використали механізм перепрограмування, який дозволяє змінювати активність генів і спрямовувати розвиток клітин в іншому напрямку.
Для експерименту обрали клітини-попередники еритроцитів, з яких у нормальних умовах формуються червоні кров’яні клітини. За допомогою спеціальних білків учені перетворили їх на нейронні стовбурові клітини, здатні давати початок клітинам нервової системи.
Ключову роль у цьому процесі відіграли два фактори транскрипції — SOX2 та cMYC. Ці білки регулюють активність генів і допомагають змінювати програму розвитку клітини.
Особливістю методу стало пряме перетворення клітин крові на нейронні стовбурові клітини. На відміну від деяких інших технологій, дослідникам не довелося спочатку повертати їх до плюрипотентного стану, коли клітини можуть розвиватися майже в будь-який тип тканини.
Експеримент тривав понад 100 днів, протягом яких науковці спостерігали за змінами молекулярних характеристик клітин. Особливу увагу приділяли епігенетичним маркерам, які дозволяють оцінити біологічний вік.
Для цього використовували так звані епігенетичні годинники. Вони аналізують зміни метилювання ДНК — хімічних позначок, які впливають на роботу генів, не змінюючи самої генетичної послідовності.
Результати виявилися особливо показовими для клітин, отриманих від 80-річного донора. Уже на 50-й день перепрограмування їхні епігенетичні характеристики відповідали віку менш як 20 років.
Таким чином, за молекулярними показниками клітини стали приблизно на 60 років молодшими за організм, з якого їх отримали. Водночас цей результат стосується лабораторних клітин і не означає омолодження самого донора.
Науковці також перевірили ефективність технології на клітинах людей різного віку. Для експериментів використовували зразки донорів від новонароджених до людей віком 101 рік.
Після перепрограмування клітини зберігали лише невелику частину молекулярних ознак початкового віку. На ранніх етапах цей показник становив приблизно 13%, а пізніше зменшувався до близько 5%.
За словами Олівера Брюстле, важливо не лише зафіксувати зменшення епігенетичного віку, а й перевірити, як це впливає на функціонування отриманих клітин. Саме тому дослідники приділяють увагу їхнім властивостям після завершення перепрограмування.
Відкриття може мати значення для дослідження нейродегенеративних захворювань, зокрема хвороби Альцгеймера. Вік є одним із головних факторів ризику розвитку таких патологій, тому вивчення механізмів клітинного старіння становить особливий інтерес.
Отримані нейронні стовбурові клітини можна використовувати для вирощування нейронів та інших клітин нервової системи в лабораторних умовах. Це дозволить досліджувати процеси старіння нервової тканини та випробовувати речовини, які потенційно здатні впливати на ці механізми.
Наразі технологія перебуває виключно на експериментальному етапі. Вона ще не є способом омолодження людського організму або лікування хвороби Альцгеймера та інших неврологічних захворювань.
🌟 Читайте «Експерт» у своєму смартфоні — додайте нас в Google Discover
About the Author
