Oamenii de ştiinţă au observat semne de întinerire în pancreasul, ficatul, splina şi sângele şoarecilor, după aplicarea unui ciclu de reprogramare celulară. Pentru a ajunge la această reuşită cercetătorii au studiat semnele moleculare din ADN, expresia genelor şi metabolismul celular.
Multe boli, inclusiv cancerul, sunt asociate cu îmbătrânirea şi devin din ce în ce mai răspândite pe măsură ce speranţa de viaţă creşte.
Pentru a aborda aceste probleme şi a promova o îmbătrânire sănătoasă, studierea şi înţelegerea proceselor care intervin în îmbătrânire este esenţială.
Unul dintre domeniile din cadrul cercetării îmbătrânirii abordează întinerirea, respectiv restabilirea caracteristicilor celulelor mai tinere în celulele sau ţesuturile îmbătrânite.
Oamenii de ştiinţă din cadrul laboratorului pentru boli şi plasticitate celulară de la IRB Barcelona au reuşit să întinerească unele organe şi ţesuturi de şoarece prin reprogramarea celulelor.
În mod specific, oamenii de ştiinţă au observat schimbări semnificative în pancreas, ficat, splină şi în sângele animalelor.
„Acest studiu a urmărit să identifice procesele iniţiale de reprogramare in vivo şi de întinerire celulară şi să le indice pe cele care pot fi modificate, fie prin medicamente, fie la nivel nutriţional“, a explica dr. Manuel Serrano, care a condus echipa de cercetare.
Factorii Yamanaka şi reprogramarea celulară
Toate ţesuturile din corpul nostru se caracterizează prin faptul că au celule foarte specializate, cum sunt, printre multe altele celulele neuronale sau cele musculare.
Identitatea acestor celule a fost considerată fixă şi inflexibilă până când cercetătorul japonez Shinya Yamanaka a găsit o modalitate de a le modifica identitatea (altfel spus de a le „reprograma“).
Cercetătorul a introdus în celule niveluri mari din patru proteine, numite „factorii Yamanaka“: OCT4, SOX2, KLF4 şi MYC.
Deşi aceste proteine se regăsesc în unele dintre celulele noastre, doar prezenţa simultană a tuturor celor patru proteine în cantităţi ridicate poate modifica identitatea celulelor.
Această tehnică de întinerire permite un lucru considerat anterior de neimaginat, şi anume recoltarea de celule uşor de obţinut de la un pacient, cum este cazul celulelor epiteliale, şi transformarea lor în alte tipuri de celule care sunt dificil sau imposibil de colectat, cum este cazul celulelor cardiace sau neuronale, care pot fi apoi utilizate în diferite aplicaţii de terapie celulară.
Datorită acestor progrese, dr. Yamanaka a primit premiul Nobel pentru medicină în 2012, la doar şase ani de la descoperirea pe care a făcut-o.
În 2013, un studiu condus de dr. María Abad şi dr. Serrano a raportat reprogramarea cu succes a celulelor direct în modelele experimentale de animale, fără a fi nevoie să extragă celule iniţiale, pe care să le reprogrameze in vitro şi să le implanteze înapoi.
Specialiştii precizează că schimbarea identităţii celulelor într-un organism viu provoacă dezechilibre considerabile în ţesuturi, care îşi pierd funcţia şi ajung să provoace un tip de tumoră numită teratom, specifică dezvoltării embrionare.
În ciuda acestui fapt, cercetările au deschis calea pentru studierea reprogramării celulelor direct în organism.
Punctul de referinţă în procesul de întinerire a organelor
Trei ani mai târziu, laboratorul dr. Juan Carlos Izpisúa-Belmonte, din La Jolla (California), a observat că atunci când reprogramarea celulară la animale a fost începută şi întreruptă la jumătate, celulele au revenit la identitatea lor iniţială, prevenind astfel dezechilibrele celulare şi teratoamele.
Spre surprinderea lor, cercetătorii au observat că atunci când procesul de reprogramare parţial şi reversibil a fost repetat în mai multe cicluri, a dus la întinerirea celulară a întregului organism, făcând şoarecii mai sănătoşi şi mai bine protejaţi în cazul unei varietăţi de boli.
În 2016, această metodă de întinerire celulară, care încă nu este pe deplin înţeleasă, şi reprezintă în continuare punctul central al cercetării în numeroase laboratoare, a stârnit un interes enorm.
Încă un pas spre înţelegerea îmbătrânirii
În recentul studiu, publicat în revista Aging Cell, cercetătorii au examinat efectele unui singur ciclu de stimulare a factorilor Yamanaka, pentru a defini mai bine mecanismele implicate.
Astfel, ei au cercetat modificările metabolismului, expresiei genelor şi a stării ADN-ului celular, care apar în timpul îmbătrânirii şi modul în care aceste modificări pot fi parţial inversate prin reprogramare celulară.
„Am vrut să studiem efectele iniţiale ale procesului de întinerire şi a fost o surpriză plăcută să vedem astfel de îmbunătăţiri evidente la nivel molecular, mai ales în pancreas“, a precizat dr. Dafni Chondronasiou, primul autor al articolului.
Studiul a fost realizat în colaborare cu alte 20 de instituţii internaţionale.
