Descoperirea metodelor de inducere a pluripotenței în celulele stem a dus la progrese în cercetarea celulelor stem, a embrionilor și a organoizilor. Cu toate acestea, deși pluripotența poate fi indusă, s-a dovedit mai dificilă încetinirea procesului de îmbătrânire. Un grup de cercetători susține că a descoperit cocktailuri de substanțe chimice capabile să încetinească procesul de îmbătrânire a celulelor. Potrivit altor cercetători, markerii utilizați pentru a măsura acest lucru ar putea reprezenta un progres major.
Pluripotența celulelor stem
Unul dintre cele mai importante progrese în biologie din ultimele două decenii a fost descoperirea modului de inducere a pluripotenței în celulele stem. Celulele stem sunt capabile să se transforme în multe tipuri de celule diferite, permițând celulelor și țesuturilor organismului să înlocuiască celulele moarte sau să creeze celule noi ca răspuns la anumite condiții, cum ar fi celulele imune.
Crearea de celule stem pluripotente induse (iPSC) a fost realizată pentru prima dată de profesorul Shinya Yamanaka în 2006, pentru care acesta și Sir John B. Gurdon au primit Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină în 2012. De atunci, înțelegerea modului de creare a celulelor stem pluripotente induse a fost utilizată pentru a dezvolta modele embrionare pentru a studia primele etape ale dezvoltării umane și pentru a dezvolta organoizi pentru cercetarea diferitelor afecțiuni.
Îmbătrânirea celulară și ceasurile epigenetice
În ciuda capacității de a readuce celulele diferențiate la o stare pluripotentă, s-a dovedit dificilă întinerirea celulelor. Acest lucru se datorează parțial conceptului de vârstă biologică a unui organism și modului în care această vârstă afectează celulele la nivel celular, care este complex și depinde de mulți factori.
Telomerii sunt segmente de ADN aflate la capătul unui cromozom care se scurtează la fiecare diviziune celulară, ceea ce înseamnă că, cu cât un organism este mai bătrân, cu atât mai scurți sunt telomerii din celulele sale. Grupurile metil sunt molecule care sunt atașate la ADN și care joacă un rol în modul în care acesta este citit de către mașinăria celulară. Configurația acestor molecule, cunoscută sub numele de epigenetică, se poate schimba odată cu vârsta.
De fapt, au fost dezvoltate ceasuri epigenetice care pretind că sunt capabile să ofere o „vârstă biologică” pentru oameni, independent de vârsta lor cronologică. Acesta a fost folosit pentru a sugera că stresul poate accelera procesul de îmbătrânire.
Recent, o echipă de cercetători americani și ruși a dezvoltat un „ceas al îmbătrânirii” pe baza informațiilor pe care le-au adunat cu privire la schimbările în expresia genelor legate de vârstă, pe care le-au cuantificat în urma unor studii. Aceștia au folosit acest ceas de îmbătrânire bazat pe transcripție pentru a demonstra că a avut loc o reprogramare celulară în urma ingineriei genetice care a avut ca scop suprimarea și supraexprimarea genelor asociate cu îmbătrânirea. Rezultatele lor sunt publicate într-o versiune preliminară care nu a fost încă supusă evaluării de către colegi.
Cocteiluri chimice pentru a inversa îmbătrânirea
Mai recent, echipa de cercetători a folosit același „ceas transcriptomic al îmbătrânirii” pentru a arăta că genele pe care le identificaseră ca fiind asociate cu îmbătrânirea au fost reglate în jos în celulele tratate cu unul dintre cele șase cocktailuri chimice, într-un articol publicat în revista Aging, editată de profesorul David Sinclair, profesor la Departamentul de Genetică de la Harvard Medical School.
Acest articol arată, de asemenea, că, pe măsură ce celulele îmbătrânesc, nucleul celular devine mai permeabil, ceea ce înseamnă că, cu cât mai multe molecule prezente în mod normal în nucleul celular sunt transferate în restul celulei, cu atât este mai probabil ca celula să aparțină unui organism mai în vârstă.
Cercetătorii au folosit un marker fluorescent pentru a măsura degradarea barierei nucleare, pentru a determina vârsta celulei.
Cel mai mare progres al acestui articol constă în metoda de testare rapidă a acestor medicamente în culturi celulare. Aceasta ar putea fi o evoluție foarte importantă în ceea ce privește descoperirea de noi medicamente care ar putea fi utile.
Pretențiile de a da timpul înapoi cu 3 ani în 4 zile
Cercetătorii care au realizat recentul studiu au expus celulele pielii în laborator la cocteiluri de substanțe chimice care s-au dovedit anterior că afectează transcrierea genelor asociate cu îmbătrânirea. Compușii au inclus acidul valproic, utilizat pentru tratarea epilepsiei și a altor afecțiuni neurologice și psihiatrice. Aceștia susțin că rezultatele lor arată că vârsta celulelor expuse la cocktailurile de substanțe chimice a fost întinerită cu 3 ani în 4 zile, ceea ce anterior fusese demonstrat doar după mai mult de un an de tratament regenerativ la oameni în studii publicate anterior.
Cu toate acestea, aceste experimente nu au fost efectuate pe oameni, ci în laborator. Celulele au fost prelevate de la un donator în vârstă de 22 de ani, de la un donator în vârstă de 94 de ani și de la un pacient care suferea de o boală legată de vârstă cunoscută sub numele de progeria. În articol nu au fost incluse informații privind sexul și ascendența acestora, care ar putea influența rezultatele.
Aplicații potențiale la om
Acest studiu a folosit un model de cultură celulară pentru a testa potențiali compuși anti-îmbătrânire, ceea ce reprezintă o parte integrantă a procesului de dezvoltare a medicamentelor. Acestea fiind spuse, este important să ne amintim că tranziția de la rezultate in vitro concludente la terapii eficiente la om este un drum lung și nesigur.
Prin urmare, deși această cercetare reprezintă un progres interesant în studiul îmbătrânirii, ea este doar o piesă dintr-un puzzle complex. Sunt necesare cercetări și validări suplimentare, în special pe organisme întregi, înainte ca aceste rezultate să poată fi transpuse în intervenții practice împotriva îmbătrânirii.