Oamenii de stiinta au reusit intinerirea cu 30 de ani a celulelor pielii

Institutul Babraham

O echipa de oameni de stiinta a dezvoltat o noua tehnica de intinerire a celulelor pielii care le-a permis cercetatorilor sa deruleze ceasul biologic celular cu 30 de ani inapoi, conform masuratorilor moleculare. 

Lucrarea cercetatorilor din programul de cercetare al Institutului de Epigenetica Babraham a reusit sa produca atat intinerirea markerilor moleculari care indicau varsta biologica a celulelor, cat si sa restabileasca partial functia celulelor imbatranite. Cercetarea a fost publicata recent in revista eLife fiind considerata un pas urias pentru medicina regenerativa.

In 2007, Shinya Yamanaka a fost primul om de stiinta care a reusit conversia celulelor normale, care au o functie specifica, in celule stem care au capacitatea de a se transforma in orice tip de celula. Procesul complet de reprogramare a celulelor stem dura aproximativ 50 de zile si implica folosirea a patru molecule cheie numite factori Yamanaka.

Noua metoda descoperita de echipa de cercetare, denumita „reprogramare tranzitorie in faza de maturare”, expune celulele la factorii Yamanaka pentru doar 13 zile. In acest moment, modificarile legate de varsta sunt eliminate si celulele isi pierd temporar identitatea.

Celulele partial reprogramate au fost plasate in conditii normale si li s-a permis sa creasca pentru a se observa daca functia specifica celulelor pielii revine. Analiza genomului a aratat ca celulele au recastigat markerii caracteristici celulelor pielii (fibroblaste), iar acest lucru a fost confirmat prin  capacitatea de sinteza a moleculelor de colagen in celulele reprogramate.

Pentru a demonstra ca celulele au fost intinerite, cercetatorii au cautat modificari ale semnelor distinctive ale imbatranirii si au analizat mai multi indicatori corelati cu  varsta celulara.  Primul este ceasul epigenetic, etichetele chimice prezente in intregul genom fiind un indicator al varstei.

Al doilea indicator este transcriptomul, toate citirile genelor produse de celula. Prin aceste doua tipuri de masuratoare, celulele reprogramate s-au potrivit cu profilul celulelor care au fost cu 30 de ani mai tinere in comparatie cu seturile de date de referinta.

 

Celulele pielii nu numai ca aratau mai tinere, ci se si comportau ca celulele tinere. Fibroblastele produc colagen, o molecula care se gaseste in oase, tendoanele pielii si ligamentele, contribuind la structurarea tesuturilor si la vindecarea ranilor. Fibroblastele intinerite au produs mai multe proteine de colagen in comparatie cu celulele de control care nu au trecut prin procesul de reprogramare. De asemenea, fibroblastele se deplaseaza in zonele care necesita reparatii.

In viitor, aceasta cercetare poate deschide si alte posibilitati terapeutice; cercetatorii au observat ca metoda lor a avut un efect si asupra altor gene legate de boli si simptome legate de varsta. Gena APBA2 , asociata cu boala Alzheimer, si gena MAF cu rol in dezvoltarea cataractei, ambele au prezentat modificari catre niveluri tinere de transcriptie.

„Rezultatele noastre reprezinta un mare pas inainte in intelegerea noastra a reprogramarii celulare. Am demonstrat ca celulele pot fi intinerite fara a-si pierde functia si ca intinerirea urmareste sa restabileasca o anumita functie celulelor vechi. Faptul ca am vazut si o inversare a indicatorilor de imbatranire a genelor asociate cu boli este deosebit de promitator pentru viitorul acestei cercetari”au mentionat oamenii de stiinta.

 

Bibliografie:

1. Diljeet Gill, Aled Parry, Fátima Santos, Hanneke Okkenhaug, Christopher D Todd, Irene Hernando-Herraez, Thomas M Stubbs, Inês Milagre, Wolf Reik. Multi-omic rejuvenation of human cells by maturation phase transient reprogrammingeLife, 2022; 11 DOI: 10.7554/eLife.71624

2.  https://www.babraham.ac.uk/news/2022/04/new-technique-rewinds-age-skin-cells-30-years