Oamenii de ştiinţă de la Luxemburg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) din cadrul Universităţii din Luxemburg şi de la German Cancer Research Center (DKFZ) au reuşit să întinerească celulele stem în testele realizate în laborator.
Celulele stem revitalizate au îmbunătăţit regenerarea zonelor cerebrale avariate sau bolnave ale şoarecilor. Cercetătorii se aşteaptă ca abordarea lor va furniza un impuls proaspăt în medicina regenerativă şi va facilita dezvoltarea terapiilor cu celule stem.
Rezultatele lor au fost publicate în jurnalul ”Cell”. Toate celulele ce formează organele sunt originare din celulele stem. Ele se divid şi celulele rezultate se dezvoltă în celule de ţesut specifice, formând creierul, plămânii sau măduva osoasă. Cu vârsta, celulele stem ale organismelor vii îşi pierd abilitatea de a prolifera. Multe din ele cad într-o stare permanentă de inactivitate.
Pentru a crea cât mai precis modele computaţionale ale comportamentului celulelor stem, Grupul de Biologie Computaţională de la LCSB, condus de prof. Antonio del Sol, a aplicat o nouă abordare.
”Celulele stem stau într-o nişă unde interacţionează constant cu alte celule şi componente extra-celulare. Este foarte dificilă modelarea unei asemenea pletore de interacţiuni moleculare complexe pe calculator, deci am schimbat perspectiva. Am oprit să ne gândim la ce factori externi afectează celulele stem şi am început să ne gândim care ar fi stadiul intern al unei celule stem în nişa ei precis definită”, a explicat dr. Antonio del Sol, citat de sciencedialy.com.
Noua abordare a dus la un nou modeul computaţional dezvoltat de dr. Srikanth Ravichandran din Grupul de Biologie Computaţională care poate determina ce proteine sunt responsabile pentru starea funcţională a unei celule stem date în nişa ei - însemnând că ori se va diviza, ori va rămâne într-o stare de inactivitate. Modelul se bazează pe informaţii în legătură cu ce gene sunt transcrise. Informaţiile au devenit acesibile cu ajutorul tehnologiilor moderne de biologie celulară care permit trasarea profilurilor expresiei genice la rezoluţia unei singure celule.
Până în prezent a fost necunoscut motivul pentru care majoritatea celulelor stem din creierul şoarecilor bătrâni rămân într-o stare de inactivitate. Din modelul lor computaţional, cercetătorii de la LCSB au identificat o moleculă numită sFRP5 ce ţine celulele stem neuronale inactive la şoarecii bătrâni şi previne proliferarea, blocând calea Wnt, crucială pentru diferenţierea celulară.
Studiind celulele stem, prima dată într-un vas de laborator şi apoi în şoareci, cercetătorii au putut valida experimental prezicerea computaţională. La neutralizarea acţiunii sFRP5, celulele stem inactive într-adevăr au început să prolifereze mai activ. Astfel, au redevenit disponibile pentru a fi recrutate pentru procesele de regenerare din creier.
”Cu dezactivarea sFRP5, celulele au trecut printr-un fel de întinerire. Ca un rezultat, rata celulelor stem active din creier a şoarecilor bătrâni, în comparaţie cu cele inactive, devine aproape la fel de favorabilă ca cea a animalelor tinere. Rezultatele noastre constituie un pas important către implementarea terapiilor bazate pe celule stem, de exemplu pentru bolile neurodegenerative”, a mai spus del Sol.
Această abordare nu este limitată doar la studiul creierului şi poate fi folosită pe modele de celule stem ale altor organre din corp, iar specialiştii speră că astfel vor reuşi să deschidă noi uşi pentru medicina regenerativă.
