Německým vědcům se podařilo v laboratoři výrazně omladit lidské buňky. Krevní buňky osmdesátiletého člověka přeměnili na nervové kmenové buňky, jejichž molekulární stáří odpovídalo méně než dvaceti letům. Výzkum otevírá nové možnosti zkoumání procesů stárnutí a mohl by přispět také k lepšímu pochopení neurodegenerativních onemocnění.
Vědecký tým z Univerzity v Bonnu a tamní univerzitní nemocnice využil metodu buněčného přeprogramování. Pomocí regulačních bílkovin změnil prekurzory červených krvinek na nervové kmenové buňky, z nichž mohou následně vznikat neurony. Během tohoto procesu se výrazně změnily také molekulární ukazatele jejich biologického stáří.
Výsledky vědci zveřejnili 3. října v odborném časopise Aging Cell. Zkoumali přitom buňky dárců různého věku, včetně lidí starších sta let. U buněk osmdesátiletého člověka zaznamenali po přeprogramování molekulární stáří odpovídající jedinci mladšímu dvaceti let.
Molekulární hodiny se vrátily o desítky let zpátky
Stáří buněk vědci určovali pomocí takzvaných epigenetických hodin. Ty sledují chemické změny na DNA, které souvisejí se stárnutím. Nemění samotnou genetickou informaci, ale ovlivňují, jakým způsobem buňka jednotlivé geny využívá.
Při přeprogramování se tyto ukazatele výrazně změnily. Buňky tak podle molekulárních měření omládly o více než šedesát let. Vedoucí výzkumu Oliver Brüstle vysvětlil, že omlazení se neprojevovalo pouze na epigenetických hodinách, ale také v chování výsledných buněk, které vykazovaly vlastnosti mladších buněk.
Zajímavý je především průběh celého procesu. U dříve používaného dvoustupňového přeprogramování dochází k omlazení velmi rychle. Nový postup však umožňuje sledovat postupné změny během několika týdnů.
Výzkumníci totiž přeměnili krevní buňky přímo na nervové kmenové buňky, aniž by musely nejprve projít stadiem pluripotentních kmenových buněk. Omlazování tak mohli pozorovat déle než sto dní.
Výzkum může přispět k pochopení stárnutí mozku
Právě pozvolný průběh přeměny představuje podle vědců jednu z největších výhod objevu. Umožňuje jim podrobně sledovat molekulární změny a zjišťovat, které faktory je urychlují nebo zpomalují.
Výzkumníci chtějí tuto metodu využít také při testování látek, které by mohly ovlivňovat proces buněčného stárnutí. Zvláštní význam má pro výzkum nervové soustavy, protože vyšší věk patří mezi hlavní rizikové faktory neurodegenerativních onemocnění, například Alzheimerovy choroby.
Tým už v předchozích experimentech prokázal, že nervové buňky vytvořené podobným způsobem dokážou po transplantaci do mozku myší navazovat spojení s okolními neurony.
Nová studie se však zaměřila především na mechanismy omlazování, nikoli na léčbu konkrétního onemocnění. Vědci nyní disponují laboratorním modelem, na němž mohou podrobně zkoumat, jak se biologické stáří buněk mění a které procesy za těmito změnami stojí.