Kehas on umbes 200 erinevat tüüpi rakku, kuid neid kõiki saab leida tüvirakkudest. Enne nende eristumist südame-, maksa-, vere-, immuunrakkudeks ja muuks nimetati neid pluripotentseteks, mis tähendas, et neist võivad saada ükskõik mis.
2006. aastal avastas Shinya Yamanaka neli geeni, mis end ekspresseerima sundides koputasid rakud tagasi nende eelnevalt diferentseerunud olekusse. Paljudele, sealhulgas Nobeli preemiakomiteele, kes andis Yamanakale 2012. aasta Nobeli meditsiinis, oli see märk sellest, et me tõesti suudame ühel päeval loodusliku vananemisprotsessi ümber pöörata. Kuid seal oli olulisi probleeme. Neid geene sisse lülitades põhjustasid teadlased rakud identiteedi kaotamise. Kuna rakud võivad siis kasvada ükskõik milleks, siis nad teevad seda ja see põhjustab sageli vähki, kuid võib põhjustada ka seda, et rakud ei suuda oma tööd teha - see on problemaatiline, kui teil on südame- või maksarakk.
Californias La Jolla Salki instituudi teadlastel võib olla lahendus. Nad näitasid hiljutises ajakirjas Cell, et suutsid rakke, sealhulgas inimese rakke in vitro ja hiirerakke in vivo kutsuda käituma nagu nooremad rakud, suurendades hiirte eluiga ja inimese rakkude vastupidavust. Uurimistöö on oluline samm selles, kuidas mõistame vananemist rakulisel tasandil ja mis võiks aja jooksul osutada teraapiatele selle põhjal, kuidas ja kas vananemisprotsessi juhtivate geenide komplekt ekspresseerub.
"Peamiselt on siin mõisteks vananemisprotsessi plastilisus, " ütleb Salki professor ja uuringu autor Juan Carlos Izpisua Belmonte. “Kujutage ette, et kirjutaksite käsikirja. Kui annate käsikirja paljudele inimestele edasi, on teie elu lõpus palju märke, palju lisa. See, mida me siin teeme, kõrvaldab mõned neist märkidest. ”
Belmonte ja tema labor leidsid osava lahenduse Yamanaka tegurite põhjustatud probleemidele. Nad teadsid, et kui need geenid sisse lülitati, toimus rakkude ümberprogrammeerimine järk-järgult - teatud efektid toimusid erinevatel aegadel. Nad põhjendasid seda, et kui saaksite Yamanaka tegurid sisse ja välja lülitada, võiksite protsessi peatada enne, kui rakud kõik tagasi pöörduvad pluripotentsuseni.
Selle toimimiseks tutvustasid nad labori hiirtele mõningaid geneetilisi muudatusi. Nendes hiirtes saab neid nelja geeni hiirte vees oleva ühendi abil hõlpsasti sisse või välja lülitada. Seejärel viidi katse läbi tsüklitena, faktorid lülitati sisse kaheks päevaks, seejärel viieks ajaks välja.
Nad proovisid seda kahte tüüpi hiirtega: mõnel neist oli progeeria, kiiresti vananev geneetiline seisund, mis vähendab nende eluiga umbes 16 nädalani; ja mõned, mis vanuses loomulikult ühe aasta. Ravi ajal kippusid progeeriaga hiired elama 22 või 23 nädalani (umbes 30 protsenti normaalsest kauem) ning looduslikult vanuses hiirtel oli suurem vastupidavus lihaskahjustustele, ainevahetushaigustele ja teistele vananemise tunnustele.
"Me arvame, et epigeneetiline regulatsioon on vananemise üks peamisi põhjustajaid, " ütleb Alejandro Ocampo, Belmonte labori teadur ja uuringu juhtiv autor. "Kuna see on dünaamiline, on teil ruumi ja võimalus seda mitte ainult aeglustada, vaid ka tagasi nooremasse olekusse suunata."
Kuid ta lisab, et nende seni tehtud töö seisneb pigem vanuse mõju leevendamises kui selle ümberpööramises. Ta nõuaks, et see tähendab, et vanad hiired viiakse tagasi varasemasse olekusse. "See eksperiment on palju keerulisem kui see, mida näitasime."
Kui seda saaks teha, võib tulemus olla väga oluline.
„Vananemine on enamiku kannatavate haiguste peamine riskifaktor. Kui suudate vananemisprotsessi aeglustada või ümber pöörata, võib see nendele haigustele suurt mõju avaldada, “ütleb Ocampo. "Meie tähelepanu keskmes on rohkem terviseala laiendamine, seega tahame pikendada inimeste tervena elatud aastate arvu."
Kuid kui teadlased lõpetasid ravi pakkumise, kaotasid toimed kiiresti, juhib Stanfordi neuroloogiaprofessor Tom Rando 2012. aastal ettepanekut, et epigeneetilise ümberprogrammeerimise võiks saavutada noorendamise ja vähktõbe põhjustava diferentseerituse lahutamisega. probleemid. Tema sõnul on Salki instituudi teadusuuringud olulised, kuna need käsitlevad just seda ideed.
“Esiteks on mul uuringust muljet jäänud, ärge tehke viga, ” ütleb Rando. "Tõepoolest on see järgmine samm, alates fenomenoloogiast, mida me vaatlesime, ja meie pakutud mehhanismidest kuni reaalse sekkumiseni, mille eesmärk on ümberprogrammeerimine, et näha, kas saaksite seda teha."
Selle asemel, et lihtsalt sama töö inimestele üle viia, püüab Belmonte labor mõista mehhanisme, mille abil noorendamine toimib. Te ei saa luua transgeenseid inimesi lihtsalt ravi korraldamiseks, nagu nad tegid hiirtel, nii et nad otsivad võimalusi, kuidas kasutada kemikaale, et teha samu asju, mida Yamanaka tegurid põhjustavad, kuid nad rakendavad tsüklilise manustamise, mille nad selles uuringus välja töötasid.
"See on alles algus, " ütleb Ocampo. "Oleme alles hakanud nägema, et suudame seda teha, kuid muidugi on seda ka palju paremini võimalik teha, kui saame protsessist rohkem teada."
