Прыжок во времени
Старые клетки кожи перепрограммировали, вернув на 30 лет назад
Революцию в регенеративной медицине, возможно, совершили исследователи из английского Института Бабрахама. Они разработали метод «прыжка во времени» для клеток кожи человека. «Перевести часы» старения клеток ученые рассчитывают на целых 30 лет, причем без потери их функций. Работа исследователей позволила частично восстановить функции старых клеток, а также омолодить молекулярные показатели биологического возраста.
С возрастом способность наших клеток функционировать снижается, и в геноме накапливаются следы старения. Регенеративная биология направлена на восстановление или замену клеток, в том числе старых. Одним из важнейших инструментов регенеративной биологии является способность создавать индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК). Этот процесс является результатом нескольких шагов, каждый из которых стирает некоторые метки, которые делают клетки специализированными. Теоретически эти стволовые клетки могут стать клетками любого типа, но ученые пока не могут надежно воссоздать условия для повторной дифференцировки стволовых клеток во все их типы.
Новый метод основан на получившей Нобелевскую премию технологии – ее ученые используют для создания ИПСК. Этот метод решает проблему полного стирания клеточной идентичности, останавливая перепрограммирование в процессе.
Полный процесс перепрограммирования стволовых клеток занимает около 50 дней с использованием четырех ключевых молекул, называемых факторами Яманаки – по имени ученого, впервые превратившего обычные клетки в стволовые. Новый метод, называемый «преходящее перепрограммирование фазы созревания», подвергает клетки воздействию факторов Яманаки всего на 13 дней. В этот момент удаляются возрастные изменения, и клетки временно теряют свою индивидуальность. Частично перепрограммированным клеткам дали время для роста в нормальных условиях, чтобы посмотреть, вернется ли их специфическая функция клеток кожи. Анализ генома показал, что клетки вновь обрели маркеры, характерные для клеток кожи (фибробластов), и это было подтверждено наблюдением продукции коллагена в перепрограммированных клетках.
Слева — фибробласты человека 20-22 лет, посередине — старые фибробласты, не подвергшиеся перепрограммированию, справа — перепрограммированные клетки. Коллаген показан красным.
Чтобы показать, что клетки омолодились, исследователи искали изменения в признаках старения.
«Наше понимание старения на молекулярном уровне расширилось за последнее десятилетие, что привело к появлению методов, которые позволяют исследователям измерять связанные с возрастом биологические изменения в клетках человека. Мы смогли применить это в нашем эксперименте, чтобы определить степень перепрограммирование нашего нового метода достигнуто», – объяснил доктор Дилджит Гилл, один из исследователей, в пресс-релизе A jump through time – new technique rewinds the age of skin cells by 30 years.
В будущем это исследование может также открыть другие терапевтические возможности; исследователи заметили, что их метод также оказал влияние на другие гены, связанные с возрастными заболеваниями и симптомами. Ген APBA2, связанный с болезнью Альцгеймера, и ген MAF, играющий роль в развитии катаракты, показали изменения в сторону юношеского уровня транскрипции.
Статья Gill et al. Multi-omic rejuvenation of human cells by maturation phase transient reprogramming опубликована в журнале eLife – ВМ.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru