Τι θα γινόταν αν μπορούσαμε να γυρίσουμε πίσω το βιολογικό ρολόι κατά 60 ολόκληρα χρόνια; Ακούγεται σαν σενάριο επιστημονικής φαντασίας, αλλά επιστήμονες στη Γερμανία πέτυχαν ακριβώς αυτό: Ανέστρεψαν τη μοριακή γήρανση σε ανθρώπινα κύτταρα ηλικίας 80 ετών, κάνοντάς τα να συμπεριφέρονται σαν κύτταρα ανθρώπου μικρότερων των 20 ετών. Παράλληλα μετέτρεψαν πρόδρομα κύτταρα του αίματος σε νευρικά βλαστοκύτταρα, ικανά να παράγουν νευρώνες.
Η ανακάλυψη, από ερευνητές του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου της Βόννης και του Πανεπιστημίου της Βόννης, αποτελεί ένα ορόσημο, προσφέροντας νέες γνώσεις για ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της βιολογίας: Πώς μπορεί να αντιστραφεί η γήρανση σε κυτταρικό επίπεδο.
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Aging Cell, προσφέρει νέα στοιχεία για την κυτταρική αναζωογόνηση, δίνοντας τη δυνατότητα να μελετηθεί τι την επιβραδύνει και κατά πόσο οι μηχανισμοί αυτοί θα μπορούσαν μελλοντικά να βοηθήσουν στην αντιμετώπιση ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία, όπως το Αλτσχάιμερ.
Αλλάζοντας την ταυτότητα και την ηλικία των κυττάρων
Τα περισσότερα κύτταρα του σώματος φέρουν ουσιαστικά τις ίδιες γενετικές οδηγίες. Ωστόσο, εξελίσσονται σε εξειδικευμένους τύπους κυττάρων, με διαφορετικές λειτουργίες. Η ταυτότητά τους εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το ποιες από αυτές τις οδηγίες χρησιμοποιούν. Για παράδειγμα, υπό φυσιολογικές συνθήκες, ένα κύτταρο του αίματος δεν μπορεί να μετατραπεί σε νευρώνα.
Ωστόσο, οι επιστήμονες μπορούν να αλλάξουν την ταυτότητα ενός κυττάρου μέσω του επαναπρογραμματισμού του. Χρησιμοποιούν συνδυασμούς πρωτεϊνών, που ονομάζονται μεταγραφικοί παράγοντες, για να μεταβάλουν τη δραστηριότητα των γονιδίων και να κατευθύνουν την ανάπτυξη του κυττάρου.
Η προσέγγιση αυτή έχει ήδη επιτρέψει στους επιστήμονες να δημιουργήσουν νευρικό ιστό από κύτταρα του δέρματος, κάτι που θα μπορούσε μελλοντικά να συμβάλει σε θεραπείες για νευροεκφυλιστικές ασθένειες.
Η ομάδα της Βόννης χρησιμοποίησε τον επαναπρογραμματισμό για να μετατρέψει πρόδρομα κύτταρα των ερυθρών αιμοσφαιρίων σε νευρικά βλαστοκύτταρα. Σε προηγούμενα πειράματα, νευρώνες που παρήχθησαν με αυτή τη μέθοδο σχημάτισαν συνδέσεις με ήδη υπάρχοντες νευρώνες, αφού μεταμοσχεύθηκαν στον εγκέφαλο ποντικών.
«Στην τρέχουσα μελέτη μας, ωστόσο, επικεντρωθήκαμε σε ένα διαφορετικό φαινόμενο: συγκεκριμένα, στην παρατήρηση ότι τα κύτταρα αναζωογονούνται σημαντικά κατά τον επαναπρογραμματισμό», αναφέρει ο καθηγητής Όλιβερ Μπρίστλε, διευθυντής του Ινστιτούτου Επανορθωτικής Νευροβιολογίας του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου της Βόννης και μέλος του Διεπιστημονικού Ερευνητικού Τομέα «Ζωή και Υγεία» του Πανεπιστημίου της Βόννης.
Τα μοριακά ρολόγια και η αναζωογόνηση των κυττάρων
Για να παρακολουθήσουν την αναζωογόνηση, οι ερευνητές εξέτασαν χημικές τροποποιήσεις στο DNA που μεταβάλλονται με την ηλικία. Οι τροποποιήσεις αυτές επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιείται η γενετική πληροφορία, χωρίς να αλλάζουν την ίδια την αλληλουχία του DNA — ένα πεδίο που ονομάζεται επιγενετική.
Τα επιγενετικά ρολόγια χρησιμοποιούν τα μοτίβα αυτών των δεικτών για να εκτιμήσουν τη μοριακή ηλικία ενός κυττάρου. Έπειτα από 50 ημέρες επαναπρογραμματισμού, κύτταρα που προέρχονταν από έναν άνθρωπο 80 ετών εμφάνιζαν μοριακή ηλικία μικρότερη των 20 ετών, μια μείωση που ξεπερνούσε τα 60 χρόνια.
«Γνωρίζουμε πλέον ότι αυτή η επιγενετική αναζωογόνηση διασφαλίζει πως τα κύτταρα πράγματι συμπεριφέρονται σαν νεαρά κύτταρα», σημειώνει ο Μπρίστλε.
Οι επιστήμονες είχαν παρατηρήσει και στο παρελθόν αναζωογόνηση κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας επαναπρογραμματισμού δύο σταδίων. Αρχικά, ένα εξειδικευμένο κύτταρο επανέρχεται στην κατάσταση του πολυδύναμου βλαστοκυττάρου, αποκτώντας τη δυνατότητα να εξελιχθεί σχεδόν σε οποιονδήποτε κυτταρικό τύπο. Στη συνέχεια, οι ερευνητές το κατευθύνουν ώστε να γίνει νευρικό βλαστοκύτταρο, με πολύ πιο περιορισμένο εύρος δυνατοτήτων ανάπτυξης.
Η σημασία της μεθόδου της αργής αναζωογόνησης
Το σημαντικό με τη μέθοδο που ακολούθησε η επιστημονική ομάδα της Βόννης ήταν πως πέτυχε την αργή αναζωογόνηση. Τα μοριακά ρολόγια των κυττάρων επανήλθαν σταδιακά σε νεότερες ηλικίες, επιτρέποντας στους ερευνητές να παρακολουθήσουν τη διαδικασία για περισσότερες από 100 ημέρες.
Αυτό το μεγαλύτερο χρονικό διάστημα δίνει στους επιστήμονες την ευκαιρία να εξετάσουν τη διαδικασία την ώρα που συμβαίνει και να δοκιμάσουν τι την επιταχύνει ή τι την αναστέλλει.
«Η αναζωογόνηση που εκτείνεται σε τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα είναι ιδανική ως πειραματικό μοντέλο: καθώς τα επιγενετικά ρολόγια επαναρυθμίζονται αργά στη διάρκεια αρκετών εβδομάδων, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το μοντέλο για να διερευνήσουμε ποιοι παράγοντες και ποιες δραστικές ουσίες επιταχύνουν ή επιβραδύνουν τη διαδικασία αναζωογόνησης».
Για τον Μπρίστλε, η κατανόηση των παραγόντων που ελέγχουν αυτή τη διαδικασία έχει ιδιαίτερη σημασία για την έρευνα του εγκεφάλου: «Άλλωστε, η ηλικία είναι ο σημαντικότερος παράγοντας κινδύνου για νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ!».
[penci_related_posts title=”ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ:” number=”8″ style=”grid” align=”none” displayby=”cat” orderby=”random”]
