Kun tutkijat ohjasivat verisoluja 80-vuotiaan luovuttajan näytteestä käyttäytymään hermoston kantasoluiksi, tulos oli hämmästyttävä: solujen molekyyliset tunnusmerkit muistuttivat alle 20-vuotiaiden profiileja. Tämä ei ole vertauskuva. Kyse on mitattavasta muutoksesta epigeneettisellä kellolla.
Veren soluista hermoston kantasoluiksi ilman kiertotietä
Suurimmalla osalla elimistön erilaistuneista soluista on lähes identtinen DNA, mutta ne suorittavat täysin erilaisia tehtäviä. Verisolut eivät luonnostaan muutu hermosoluiksi. Valikoitujen transkriptiotekijöiden (proteiineja, jotka kytkevät geenejä päälle ja pois) avulla Bonnin yliopiston tutkijat kuitenkin ohjasivat aikuisten verisoluja suoraan hermoston kantasoluiksi. He välttivät indusoitujen pluripotenttisten kantasolujen väliasteen, jota vanhemmissa protokollissa käytettiin. Tämä oikotie on merkittävä, sillä se antaa tutkijoille mahdollisuuden seurata muuntumista ja sen vaikutuksia reaaliajassa eikä vain lopputulosta.
Tiimi seurasi muutakin kuin vain solujen identiteettiä. He tarkkailivat DNA:han kohdistuvia biokemiallisia merkkejä, jotka toimivat solujen biologisen iän molekyylikellona. Nämä epigeneettiset kellot arvioivat solun biologista ikää lukemalla DNA-metylaation kaavoja ja muita kemiallisia tunnisteita. Uudelleenohjauksen jälkeen muutetut solut eivät vain ilmaisseet nuoruuteen liittyviä geenejä; niiden epigeneettiset profiilit muuttuivat dramaattisesti, viitaten yli 60 vuotta pienentyneeseen molekyyliseen ikään kokeen aikana.
Aika on tässä olennaista. Nuorentuminen tapahtui vähitellen ja sitä voitiin seurata yli 100 päivän ajan. Noin 50. päivän tienoilla solujen molekyylinen ikä oli jo laskenut arviolta noin 60 vuotta. Pitkä seuranta-aika antoi tutkijoille mahdollisuuden tutkia välivaiheita ja dynamiikkaa sen sijaan, että raportoitaisiin vain yksi lopputila.
Tämä työ rakentuu saman ryhmän aiempiin havaintoihin, jotka osoittivat, että laboratoriossa tuotetut hermosolut voivat integroitua hermoverkkoon siirrettäessä hiiren aivoihin. Yhdessä tulokset viittaavat siihen, että suora uudelleenohjaus voi sekä muuttaa solun identiteettiä että palauttaa osia solujen ikääntymisestä.
Miksi muutos on lupaava mutta ei nuoruuden lähde
Solun epigeneettisen kellon kelauttaminen takaisin nuorempaan tilaan koeolosuhteissa avaa uuden tutkimuspolun molekyylimekanismien selvittämiseen, jotka yhdistävät ikääntymisen ja neurodegeneratiiviset sairaudet. Ikä on merkittävin riskitekijä esimerkiksi Alzheimerin taudissa. Jos tutkijat pystyvät rekonstruoimaan nuorempia solutiloja iäkkäiltä luovuttajilta, he saavat testattavia malleja haavoittuvuuden, kestävyyden ja patologian edeltävien varhaisten molekyylitapahtumien tutkimiseen.
On kuitenkin muistettava, että laboratoriomuotoinen nuorentaminen ei ole sama asia kuin ihmisen ikääntymisen kääntäminen takaisin elävässä organismissa. Raportoidut muutokset havaittiin kontrolloiduissa viljelyolosuhteissa. Epigeneettisen uudelleenasetuksen muuttaminen turvallisiksi koko kehoa koskeviksi hoidoiksi kohtaa monia esteitä: vakaan solutoiminnan varmistamisen, tahattoman uudelleenohjauksen tai hallitsemattoman lisääntymisen välttämisen sekä pitkäaikaisten hyötyjen todistamisen eläimillä ja ihmisillä.
Teknisesti lähestymistapa yhdistää kaksi modernin biologian keskeistä työkalua: transkriptiotekijöihin perustuvan uudelleenohjauksen ja kvantitatiiviset epigeneettiset kellot. Niiden yhdistäminen tuottaa dynaamisen näkymän siitä, miten identiteetti ja ikä vuorovaikuttavat muuntumisen aikana. Se korostaa myös suoran konversion käytännöllistä etua: vähemmän vaiheita, selkeämpi aikataulu ja mahdollisuus seurata nuorentumista sen tapahtuessa.
Tutkimus, joka julkaistiin Aging Cell -lehdessä, on varovainen väitteissään. Tekijät asettavat menetelmän tutkimusalustaksi ennemmin kuin terapeuttiseksi ratkaisuksi. Tarvitaan lisää työtä kartoittamaan, mitkä epigeneettisen palautuksen osatekijät vaikuttavat solun toimintaan ja mitkä ovat vain pinnallisia muutoksia molekyylisissä tunnisteissa.
Tällä hetkellä tulos on selkeä osoitus siitä, että solujen ikä on plastinen ja mitattavissa oleva ominaisuus. Se antaa tutkijoille uuden vipuvarren ikääntymisen ja neurodegeneraation biologian tutkimiseen ja herättää entisiä kysymyksiä uudelleen: mikä saa solun tuntumaan vanhalta ja kuinka pitkälle kelloa voidaan kääntää laboratoriossa?
"Olen ravitsemustieteilijä ja haluan auttaa ihmisiä syömään paremmin. Genomissa jaan tutkimuksiin perustuvia vinkkejä ravinnosta ja elämäntavoista."
Keskustelu
Jätä kommentti
Kommentit
Ei vielä kommentteja. Ole ensimmäinen.