Бабрахам институтының (АҚШ) зерттеушілері адамның тері жасушаларын 30 жылда жасартып, жасушалардың қартаю уақытын өз функцияларын жоғалтпай кері қайтаратын әдісті тапты.
Жоғарыда аталған институттың Эпигенетика ғылыми-зерттеу бағдарламасының зерттеушілерінің жұмысы ескі жасушалардың қызметін ішінара қалпына келтіруге, сондай-ақ биологиялық жастың молекулярлық өлшемдерін жасартуға мүмкіндік берді. Зерттеу бүгін «eLife» журналында жарияланды және ол зерттеудің бастапқы кезеңінде болса да, регенеративті медицинада төңкеріс жасай алады.
Қартайған сайын жасушаларымыздың жұмыс істеу қабілеті төмендейді және геномда қартаю белгілері жинақталады. Регенеративті биология жасушаларды, соның ішінде тірі жасушаларды қалпына келтіруге немесе толықтыруға бағытталған.
Регенеративті биологияның маңызды құралдарының бірі оның индукцияланатын жасушаларды жасау қабілеті болып табылады. Процесс бірнеше қадамдардың нәтижесі болып табылады, олардың әрқайсысы жасушалардың мамандануына әкелетін кейбір белгілерді өшіреді. Теориялық тұрғыдан бұл дің жасушаларының кез келген жасуша түріне айналу мүмкіндігі бар, бірақ ғалымдар дің жасушаларын барлық жасуша түрлеріне қайта саралау шарттарын сенімді түрде қайта жасай алмайды.
Регенеративті биологияның маңызды құралдарының бірі оның индукциялық жасушаларды құру қабілеті болып табылады
Ғалымдар дің жасушаларын жасау үшін қолданатын Нобель сыйлығының лауреаты техникасына негізделген жаңа әдіс процесте қайта бағдарламалауды тоқтату арқылы жасушалық сәйкестікті толығымен жою мәселесін жеңеді. Бұл зерттеушілерге жасушаларды қайта бағдарламалау арасындағы дәл тепе-теңдікті табуға мүмкіндік берді, оларды биологиялық тұрғыдан жас етеді, сонымен бірге олардың арнайы жасушалық функцияларын қалпына келтіре алады.
2007 жылы Шинья Яманака белгілі бір қызмет атқаратын қалыпты жасушаларды жасушаның ерекше түріне айналу қабілеті бар жетілген жасушаларға түрлендіруде ғылыми пионер болды. Бүкіл дің жасушаларын қайта бағдарламалау процесі Яманака факторлары деп аталатын төрт негізгі молекуланы қолдану арқылы шамамен 50 күнді қажет етеді.
«Жетілу фазасының ауысуын қайта бағдарламалау» деп аталатын жаңа әдіс жасушаларды 13 күн бойы Яманака факторларына әсер етеді. Осы уақытта төсекке байланысты өзгерістер жойылады және жасушалар олардың жеке басы туралы уақытша таспен ұрылады. Жартылай қайта бағдарламаланған жасушаларға қалыпты жағдайда өсіп, олардың тері жасушаларына тән функциясының қайтып оралатынын көру үшін уақыт беріледі. Геномды талдау жасушалардың қайта бағдарламаланған жасушаларда коллаген өндірісін бақылау арқылы расталған тері жасушаларының (фибробласттардың) тән белгілерін қалпына келтіргенін көрсетті.
Жасушалардың жасаратынын көрсету үшін зерттеушілер қартаю ерекшеліктеріндегі өзгерістерді іздейді.
Дилджет Гилл түсіндіргендей, «Молекулярлық деңгейде қартаю туралы біздің түсінігіміз соңғы онжылдықта дамып, зерттеушілерге адам жасушаларындағы жасқа байланысты биологиялық көрсеткіштерді өлшеуге мүмкіндік беретін әдістерді тудырды. «Біз мұны жаңа әдісімізді өзгерткен қайта бағдарламалау дәрежесін анықтау үшін экспериментімізге қолдана алдық».
Қайта бағдарламаланған ұяшықтар сілтеме топтарымен салыстырғанда 30 жасқа кіші ұяшықтар профиліне сәйкес келеді
Зерттеушілер жасуша жасының көптеген құралдарын қарастырды: эпигенетикалық сағат, онда геномдағы химиялық белгілер жасты көрсетеді және транскриптом, жасуша шығаратын гендердің барлық көрсеткіштері. Осы екі өлшемнің негізінде қайта бағдарламаланған ұяшықтар анықтамалық деректер жиынымен салыстырғанда 30 жасқа кіші ұяшықтар профиліне сәйкес келеді.
Бұл әдістің әлеуетті қолданылуы жасушалардың жас көрініп қана қоймай, сонымен қатар жас жасушалар сияқты жұмыс істеуіне байланысты. Фибробласттар сүйектерде, теріде, сіңірлерде және байламдарда болатын коллаген молекуласын шығарады, ол тіндердің құрылымына және жараларды емдеуге көмектеседі. Жаңартылған фибробласттар қайта бағдарламалау процесінде берілмеген бақылау жасушаларымен салыстырғанда көбірек коллаген ақуыздарын өндірді. Фибробласттар да жөндеуді қажет ететін жерлерге көшеді.
Зерттеушілер жартылай жасартылған жасушаларды зерттеп, өңделген фибробласттардың ескі жасушаларға қарағанда саңылауларға тезірек түсетінін анықтады. Бұл бір күні бұл зерттеу жараларды емдеуде жақсы жасушаларды жасау үшін пайдаланылуы мүмкін деген перспективалы белгі.
Біз жасушаларды өз функцияларын жоғалтпай жасартуға болатынын және жасару ескі жасушалардың кейбір функцияларын қалпына келтіруге тырысатынын дәлелдедік.
Болашақта бұл зерттеу басқа да емдік мүмкіндіктерді ашуы мүмкін; Зерттеушілер бұл әдіс қамауда ұстауға және білімге байланысты синдромдарға байланысты гендердің тыныштандыратын әсерін де қамтитынын атап өтті. Альцгеймер ауруымен байланысты APBA2 гені және катаракта дамуындағы рөлі бар MAF гені транскрипцияның кәмелетке толмаған деңгейіне қарай өзгерістерді көрсетті.
Сәтті өтпелі қайта бағдарламалаудың механизмі әлі толық түсінілмеген және зерттеуге болатын басқатырғыштың келесі бөлігі. Сәлеметсіз бе. Зерттеушілер жасушалық сәйкестікті қалыптастыруға қатысатын геномның негізгі аймақтары қайта бағдарламалау процесінен құтылуы мүмкін деп болжайды.
Дилджет «біздің нәтижелеріміз ұялы телефонды қайта бағдарламалауды түсінудегі алға жасалған үлкен қадам болып табылады» деп қорытындылайды. Біз жасушаларды өз функцияларын жоғалтпай жасартуға болатынын және жасару ескі жасушалардың кейбір функцияларын қалпына келтіруге тырысатынын дәлелдедік. «Біз сондай-ақ аурулармен байланысты гендердегі қартаю индикаторларының кері өзгеруін көргеніміз өте перспективалы».
мануэль серрано
Яманака факторлары
ICREA зерттеушісі Мануэль Серрано бастаған Барселона биомедициналық зерттеу институтының (IRB) жасушалық пластикалық және аурулар зертханасының ғалымдары жасушаны қайта бағдарламалау циклі арқылы тышқандардың кейбір мүшелері мен тіндерін жасарта алды. Нақтырақ айтсақ, ғалымдар кеміргіштердің ұйқы безі, бауыры, көкбауыры мен қанында айтарлықтай өзгерістерді байқаған.
«Бұл жұмыстың мақсаты in vivo қайта бағдарламалаудың және жасушалық жасарудың бастапқы процестерін болашақ зерттеулерге есірткі арқылы немесе тағамдық деңгейде араласуға болатындарды анықтау идеясымен анықтау болды», - деп түсіндіреді Серрано. .
«Aging Cell» журналында жарияланған зерттеуде зерттеушілер тартылған механизмдерді жақсырақ анықтау үшін Яманака факторларын ынталандырудың бір циклінің әсерін зерттеді.
Мұны істеу үшін олар метаболизмде, гендердің экспрессиясында және жасушалардың ДНҚ күйінде қартаю кезінде болатын өзгерістерді және олардың қайта бағдарламалау арқылы ішінара қалай қалпына келетінін талдады.
«Біз жасару процесінің бастапқы әсерлерін зерттегіміз келді және молекулалық деңгейде, әсіресе ұйқы безінде жақсартуларды байқау жағымды тосынсый болды», - деп қорытындылады мақаланың бірінші авторы Дафни Хондронасиу.
