Wissenschaftler des Babraham Institute haben mit einer sehr vielversprechenden Verjüngungstechnik experimentiert und einen neuen Weg aufgezeigt, um die Zeit in menschlichen Hautzellen zurückzudrehen. Diese Zellen funktionierten auf die gleiche Weise wie 30 Jahre jüngere Zellen, konnten jedoch einige ihrer mit dem Alter erworbenen spezialisierten Funktionen beibehalten.
2012 erhielt der japanische Forscher Shinya Yamanaka den Nobelpreis für seine Arbeiten zur Entwicklung sogenannter induzierter pluripotenter Stammzellen (iPS-Zellen).
Sie beginnen als normale erwachsene Gewebezellen, die zusammengesetzt und vier Molekülen ausgesetzt werden, die Yamanaka-Faktoren genannt werden, die sie in ihren unreifen Zustand zurückversetzen. Von hier aus können sich Stammzellen theoretisch zu jedem Zelltyp des Körpers entwickeln.
Wir haben gesehen, wie Wissenschaftler dieses Potenzial auf mehrere aufregende Arten erforscht haben, indem sie sie in Kaninchen implantierten, um das Sehvermögen wiederherzustellen, Dopaminmangel in Tiermodellen der Parkinson-Krankheit umzukehren und beschädigte Herzmuskeln bei Schweinen zu reparieren. Der vollständige Reprogrammierungsprozess beinhaltet, dass die Zellen etwa 50 Tage lang Yamanaka-Faktoren ausgesetzt werden, aber jetzt haben Wissenschaftler herausgefunden, dass eine Verkürzung dieses Prozesses erhebliche Vorteile bringen kann.
Wenn Zellen einer vollständigen Neuprogrammierung unterzogen werden, verlieren sie einige der spezialisierten Fähigkeiten, die sie während der Reifung entwickelt haben.
Im Fall von Hautzellen umfasst dies die Produktion von Kollagen zur Verwendung in Sehnen, Bändern, Knochen und zur Unterstützung der Wundheilung. Die Idee war, den Zellen ihren jugendlichen Zustand zurückzugeben, aber ihre Identität nicht vollständig auszulöschen.
Die neue Methode, die als transiente Reprogrammierung der Reifungsphase bezeichnet wird, setzt Zellen nur 13 Tage lang Yamanaka-Faktoren aus. Es wurde festgestellt, dass dies das Altern umkehrt und ihre Persönlichkeit auslöscht, jedoch nur vorübergehend.
Unter natürlichen Bedingungen wachsen gelassen, erhielten diese verjüngten Zellen wieder die Eigenschaften von Hautzellen, aber bereits "mit einer neuen Lebenseinstellung".
Die Entdeckung löst ein Problem auf diesem Forschungsgebiet, denn Stammzellen können sich zwar theoretisch in jeden Zelltyp des Körpers entwickeln, aber die Bedingungen zu schaffen, unter denen sie dies zuverlässig tun, erweist sich bisher als schwierig. Die in dieser Studie skizzierte neue Technik scheint genau dort zu liegen, wo sich Zellen erneuern, aber weiterhin eine besondere und wichtige Rolle spielen.
Durch die Untersuchung der chemischen Marker, die die sogenannte epigenetische Uhr bilden, und der von den Zellen exprimierten Moleküle bestätigten die Wissenschaftler, dass die umprogrammierten Zellen dem Profil von 30 Jahre jüngeren Zellen entsprachen.
Diese Zellen produzierten auch mehr Kollagen als Kontrollzellen und reagierten effizienter in Laborexperimenten, die darauf ausgelegt waren, die Wundheilung nachzuahmen.
Unsere Ergebnisse stellen einen großen Schritt nach vorne in unserem Verständnis der Zellreprogrammierung dar, sagte Studienautor Dr. Diljit Gill.
Wir haben gezeigt, dass Zellen verjüngt werden können, ohne ihre Funktion zu verlieren, und dass die Verjüngung darauf abzielt, einige der Funktionen alter Zellen wiederherzustellen.
Interessanterweise fanden die Wissenschaftler auch heraus, dass diese Methode Anti-Aging-Wirkungen auf Gene hatte, die mit der Alzheimer-Krankheit und Katarakt in Verbindung stehen, von denen zwei Anzeichen einer Rückkehr zu einem jüngeren Aktivitätsniveau zeigten.
Diese Arbeit hat sehr interessante Implikationen“, sagte Studienautor Professor Wolf Reik. Schließlich können wir möglicherweise Gene identifizieren, die sich verjüngen, ohne neu programmiert zu werden, und gezielt darauf abzielen, die Auswirkungen des Alterns zu verringern. Dieser Ansatz verspricht wertvolle Erkenntnisse, die erstaunliche therapeutische Horizonte eröffnen können.
Die Studie wurde im Fachjournal eLife veröffentlicht.
2022-04-11 12:26:02
Autor: Vitalii Babkin