Τα γηρασμένα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος είναι δυνητικά από τα πιο επιβλαβή από όλα τα γηρασμένα κύτταρα επειδή εξαπλώνουν τη βλάβη των ιστών και την ταχεία γήρανση σε άλλα όργανα και συστήματα του σώματος. Αλλά μια ανακάλυψη από UC Σαν Φρανσίσκο υποδηλώνει ότι δεν είναι όλα τα γηρασμένα κύτταρα επιβλαβή «ζόμπι».
Ενώ επανεκτίμησαν τον ρόλο των κυττάρων «ζόμπι» που η αντιγηραντική ιατρική προσπάθησε να εξαλείψει, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι ορισμένα είναι ενσωματωμένα σε νεαρούς, υγιείς ιστούς και προάγουν την κανονική αποκατάσταση από βλάβες.
Οι επιστήμονες έχουν τώρα παρατηρήσει αυτά τα κύτταρα σε δράση στον πνευμονικό ιστό και σε άλλα όργανα που λειτουργούν ως φραγμοί στο σώμα, όπως το λεπτό έντερο, το κόλον και το δέρμα. Οι τραυματισμοί του πνευμονικού ιστού ανακάμπτουν πιο αργά όταν αντιμετωπίζονται με σηνολυτικά φάρμακα, σκοτώνοντας αυτά τα κύτταρα.
Ο Tien Peng, MD, αναπληρωτής καθηγητής πνευμονικής, εντατικής θεραπείας, αλλεργίας και ιατρικής ύπνου και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε: «Τα γηρασμένα κύτταρα μπορούν να καταλαμβάνουν κόγχες με προνομιακές θέσεις ως «φρουροί» που παρακολουθούν τον ιστό για τραυματισμό και ανταποκρίνονται διεγείροντας τα κοντινά βλαστοκύτταρα να αναπτυχθούν και να ξεκινήσουν την επισκευή».
«Ήταν κατανοητό ότι οι επιστήμονες αρχικά θεώρησαν τα γηρασμένα κύτταρα ως καθαρά επιζήμια. Καθώς οι άνθρωποι γερνούν, τα γηρασμένα κύτταρα συσσωρεύουν χαρακτηριστικά παλαιών, φθαρμένων κυττάρων, συμπεριλαμβανομένης της αδυναμίας δημιουργίας νέων κυττάρων. Αντί να πεθαίνουν σαν φυσιολογικά γερασμένα κύτταρα, ζουν, εκτοξεύοντας ένα κοκτέιλ φλεγμονωδών ενώσεων που σχηματίζουν τον εκκριτικό φαινότυπο που σχετίζεται με τη γήρανση (SASP). Αυτοί οι παράγοντες συνδέονται με Αλτσχάιμερ, αρθρίτιδακαι άλλες διαταραχές που σχετίζονται με την ηλικία, συμπεριλαμβανομένων Καρκίνος. Το συναρπαστικό όνομα «κύτταρα ζόμπι» επινοήθηκε για αυτούς».
Οι ερευνητές έκαναν την εκπληκτική ανακάλυψη ότι η αφαίρεση γηρασμένων κυττάρων από ποντίκια απέτρεψε ή μείωσε τις ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία και αύξησε τη μακροζωία των ζώων χρησιμοποιώντας σηνολυτικά που στοχεύουν και σκοτώνουν «κύτταρα ζόμπι». Μετά από αυτό, σημειώθηκε άνοδος της δραστηριότητας σε ερευνητικά εργαστήρια και φαρμακευτικές επιχειρήσεις που αφιερώθηκαν στην εύρεση και ανάπτυξη πιο ισχυρών εκδόσεων αυτών των φαρμάκων.
Ωστόσο, η αφαίρεση γηρασμένων κυττάρων ενέχει κινδύνους. Για παράδειγμα, αυτή η πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι τα γηρασμένα κύτταρα μπορούν επίσης να προάγουν την επούλωση ρουτίνας ενεργοποιώντας την επισκευή των βλαστοκυττάρων. Σύμφωνα με τη νέα έρευνα, τα αναλυτικά μπορεί να επηρεάσουν αρνητικά την κανονική επισκευή, αλλά δυνητικά αντιμετωπίζουν διαταραχές όπου τα γηρασμένα κύτταρα είναι υπεύθυνα για την παθολογική συμπεριφορά των βλαστοκυττάρων.
Τα γηρασμένα κύτταρα μπορεί να είναι δύσκολο να διερευνηθούν, καθώς οι δείκτες τους, όπως το γονίδιο p16, μερικές φορές είναι σπάνιοι και δύσκολο να βρεθούν. Σε πρώιμα πειράματα, τα ινοβλαστικά κύτταρα απομονώθηκαν, αναπτύχθηκαν σε δίσκους καλλιέργειας μέχρι να υπάρξει επαρκής αριθμός κυττάρων για πειράματα και στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε πίεση με χημικές ουσίες που προκαλούσαν γήρανση στα κύτταρα. Αλλά στα ζωντανά όντα, αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κυττάρων και οι ιστοί γύρω τους επηρεάζουν σημαντικά τη γονιδιακή δραστηριότητα των κυττάρων. Αυτό σημαίνει ότι σε σύγκριση με τα κύτταρα στο κανονικό τους περιβάλλον, τα χαρακτηριστικά των κυττάρων που αναπτύσσονται μεμονωμένα σε ένα γυάλινο πιάτο μπορεί να διαφέρουν.
Για να δημιουργήσουν ένα πιο ισχυρό εργαλείο για τις μελέτες τους, οι επιστήμονες βελτίωσαν μια κοινή τεχνική σύντηξης ενός σχετικού γονιδίου -στην περίπτωση αυτή, του γονιδίου p16, το οποίο είναι υπερβολικά ενεργό στα γηρασμένα κύτταρα- με μια πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη (GFP) ως δείκτη που μπορεί να αποκαλύψει τη θέση των κυττάρων κάτω από το υπεριώδες φως. Οι επιστήμονες ενίσχυσαν σημαντικά το φθορίζον σήμα ενισχύοντας την ποσότητα και τη σταθερότητα της πράσινης φθορίζουσας πρωτεΐνης σε αυτά τα γηρασμένα κύτταρα. Αυτό τους επέτρεψε να δουν τα γηρασμένα κύτταρα στο φυσικό τους περιβάλλον των ζωντανών ιστών.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα γηρασμένα κύτταρα υπάρχουν σε νέους και υγιείς ιστούς σε μεγαλύτερο βαθμό από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως και αρχίζουν να αναπτύσσονται λίγο μετά τη γέννηση χρησιμοποιώντας αυτήν την εξαιρετικά ευαίσθητη τεχνολογία. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν επίσης συγκεκριμένους αυξητικούς παράγοντες που εκπέμπουν τα γηρασμένα κύτταρα για να ενθαρρύνουν τα βλαστοκύτταρα να πολλαπλασιαστούν και να θεραπεύσουν τους ιστούς. Η αποκάλυψη ότι κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος όπως τα μακροφάγα και τα μονοκύτταρα μπορούν να ενεργοποιήσουν τα γηρασμένα κύτταρα σχετίζεται με τη γήρανση και τη βλάβη των ιστών. Αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι η φλεγμονή σε παλιό ή τραυματισμένο ιστό είναι ένας κρίσιμος ρυθμιστής της δραστηριότητας και της αναγέννησης των γηρασμένων κυττάρων.
Στις μελέτες τους για τον πνευμονικό ιστό, η ομάδα του Peng παρατήρησε πράσινα λαμπερά γηρασμένα κύτταρα που βρίσκονται δίπλα σε βλαστοκύτταρα στη βασική μεμβράνη που χρησιμεύει ως φράγμα που εμποδίζει τα ξένα κύτταρα και τις επιβλαβείς χημικές ουσίες να εισέλθουν στο σώμα και επιτρέποντας στο οξυγόνο να διαχέεται από τον αέρα στους πνεύμονες. υποκείμενους ιστούς. Μπορεί να προκληθεί ζημιά σε αυτήν τη δυναμική διεπαφή. Η ομάδα είδε γηρασμένα κύτταρα σε παρόμοιες θέσεις σε άλλα όργανα φραγμού, όπως το λεπτό έντερο, το κόλον και το δέρμα. Τα πειράματά τους επιβεβαίωσαν ότι εάν τα γηρασμένα κύτταρα θανατωθούν με σηνολυτικά, τα βλαστοκύτταρα του πνεύμονα δεν θα μπορούσαν να επιδιορθώσουν σωστά την επιφάνεια φραγμού.
Προικισμένος Καθηγητής Πειραματικής Παθολογίας είπε Η μελέτη του Peng είναι πραγματικά σημαντική για την έρευνα για τη γήρανση, όπου ο στόχος είναι να βοηθηθούν τα άτομα να ζήσουν μεγαλύτερη και υγιέστερη ζωή.
«Οι μελέτες υποδεικνύουν ότι η έρευνα για τα σηνολυτικά πρέπει να επικεντρωθεί στην αναγνώριση και την ακριβή στόχευση επιβλαβών γηρασμένων κυττάρων, ίσως στα πρώτα σημάδια της νόσου, ενώ αφήνει ανέπαφα τα χρήσιμα», είπε. «Αυτά τα ευρήματα υπογραμμίζουν την ανάγκη ανάπτυξης καλύτερων φαρμάκων και μικρών μορίων που θα στοχεύουν συγκεκριμένα υποσύνολα γηρασμένων κυττάρων που εμπλέκονται σε ασθένειες παρά στην αναγέννηση».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Nabora S. Reyes et al. Τα κύτταρα Sentinel p16INK4a+ στη βασική μεμβράνη σχηματίζουν μια επανορθωτική θέση στον πνεύμονα. ΕπιστήμηΕ DOI: 10.1126/science.abf33
