Ученые омолодили человеческие клетки.
Ученые из Стэнфордского университета продемонстрировали, что могут омолодить человеческие клетки, отмотав назад эпигенетические часы.
Одним из ключевых факторов старения являются эпигенетические изменение, т. е. изменения в экспрессии генов в клетке, происходящие с возрастом. Это нарушает базовые функции наших клеток и увеличивает риск рака и других возрастных заболеваний.
В течение жизни наши клетки подвергаются воздействию внешних факторов, что приводит к вредным изменениям в их геноме через эпигенетические механизмы. Эти изменения накапливаются с течением времени и приводят к ухудшению работы клеток.
Эпигенетические возрастные изменения включают в себя нарушения метилирования, что приводит к снижению количества гетерохроматина, увеличение хрупкости хромосом, нарушениям транскрибирования и т. д.
В сущности, эти эпигенетические изменения делают наши клетки функционально старыми или вообще нефункциональными, и если эти изменения могут быть отменены, то такая терапия могла бы обратить вспять клеточное старения и предотвратить или обратить многие возрастные заболевания.
Ранее исследователи уже показали, что можно сбросить возраст клеток. Клетки могут быть переведены в более молодое состояние введением четырех веществ (Oct4, Sox2, Klf4, and c-Myc), называемых факторами Яманаки, названными в честь доктора Яманаки, открывшего их в 2006 году.
В 2016 году ученые из института Солка использовали факторы Яманаки, чтобы обратить эпигенетические изменения у мышей, однако их эксперимент имел трудности и оставил вопросы.
В нем использовались мыши с ускоренным старением, и хотя они испытывали старениеподобные симптомы и их жизнь была значительно короче, это не точная симуляция естественного старения во всей его сложности. Поэтому полностью полагаться только на таких мышей в определении эффективности антивозрастной терапии нельзя.
Поэтому в новом исследовании ученые использовали частичное репрограммирование клеток, взятых уже у пожилых людей, чтобы вернуть их в более молодое состояние. Исследователи создали платформу, которая позволит им тестировать репрограммирование и омоложение как мышиных, так и человеческих клеток, на многих типах клеток, и позволит понять, как эпигенетическое омоложение влияет на остальные факторы старения.
Слишком длительное использование факторов Яманаки не только сбрасывает возраст клеток, но и возвращает их на более раннюю стадию развития, аналогичную эмбрионным стволовым клеткам - в состояние, из которого она может стать клеткой любой ткани тела. Это полезно, если вы хотите создать партию специальных клеток для трансплантации, и очень плохо если это будут например клетки сердца и они забудут, как правильно работать.
Но ученые нашли способ и отмотать возраст клеток, и не дать им потерять свою идентичность. Они добавили к уже известным факторам Яманаки еще два и вводили в клетки пониженные дозы в течение короткого времени, что позволило клеткам сохранить свою идентичность и одновременно омолодило их.
Исследователи взяли клетки хрящевой ткани у пожилых пациентов с остеоартритом и выяснили, что после введения низких доз факторов Яманаки, клетки перестали секрецировать вещества, приводящие к воспалению и прогрессированию заболевания. Они также выяснили, что мышечные стволовые клетки человека, которые не могли нормально работать из-за саркопении (возрастное заболевание, связанное с потерей мышечной массы), вернулись в молодое состояние.
Теперь ученые усиленно разрабатывают терапии для остеоартрита и других возрастных заболеваний, основанные на их подходе частичного репрограммирования. Они также основали свою компанию: https://www.turn.bio
Соусы:
https://www.lifespan.io/news/reversing-cellular-aging-takes-another-step-forward/
https://www.nature.com/articles/s41467-020-15174-3
Here we show that transient expression of nuclear reprogramming factors, mediated by expression of mRNAs, promotes a rapid and broad amelioration of cellular aging, including resetting of epigenetic clock, reduction of the inflammatory profile in chondrocytes, and restoration of youthful regenerative response to aged, human muscle stem cells, in each case without abolishing cellular identity