Ældrende immunsystemceller er potensielt blant de mest skadelige av alle aldrende celler fordi de sprer vevsskade og rask aldring over andre kroppsorganer og -systemer. Men en oppdagelse av UC San Francisco antyder at ikke alle aldrende celler er skadelige «zombier».
Mens de revurderte rollen til "zombie"-celler som antialdringsmedisin har forsøkt å eliminere, fant forskerne at noen er innebygd i ungt, sunt vev og fremmer normal reparasjon fra skade.
Forskere har nå observert disse cellene i aksjon i lungevev og andre organer som fungerer som barrierer i kroppen, slik som tynntarmen, tykktarmen og huden. Lungevevsskader kommer seg saktere når de behandles med senolytiske medisiner, og dreper disse cellene.
Tien Peng, MD, førsteamanuensis i lunge, kritisk omsorg, allergi og søvnmedisin, og seniorforfatter av studien, sa: "Senescent celler kan okkupere nisjer med privilegerte posisjoner som 'vaktposter' som overvåker vev for skade og reagerer ved å stimulere nærliggende stamceller til å vokse og starte reparasjon."
"Det var forståelig at forskere i utgangspunktet så på senescent celler som rent skadelige. Når folk blir eldre, akkumulerer senescentceller egenskaper til gamle, utslitte celler, inkludert manglende evne til å lage nye celler. I stedet for å dø som normale gamle celler, lever de videre og spyr ut en cocktail av inflammatoriske forbindelser som danner den senescensassosierte sekretoriske fenotypen (SASP). Disse faktorene er knyttet til Alzheimers, gikt, og andre aldersrelaterte lidelser, inkludert kreft. Det fengende navnet "zombieceller" ble laget for dem."
Forskere gjorde den fantastiske oppdagelsen at fjerning av senescentceller fra mus forhindret eller reduserte aldersrelatert sykdom og økte dyrenes levetid ved å bruke senolytika som retter seg mot og dreper «zombieceller». Etter det skjedde en økning i aktivitet ved forskningslaboratorier og farmasøytiske virksomheter dedikert til å finne og utvikle mer potente versjoner av disse medisinene.
Å fjerne senescentceller innebærer imidlertid risiko. For eksempel viste denne nylige studien at senescentceller også kan fremme rutinemessig helbredelse ved å utløse stamcelle-reparasjon. I følge den nye forskningen kan analyser ha en negativ innvirkning på normal reparasjon, men de behandler også potensielt lidelser der senescentceller er ansvarlige for patologisk stamcelleatferd.
Aldrende celler kan være utfordrende å undersøke siden deres indikatorer, som genet p16, noen ganger er knappe og utfordrende å finne. I tidlige eksperimenter ble fibroblastiske celler isolert, dyrket i kulturskåler til det var tilstrekkelig antall celler for eksperimenter, og deretter stresset med kjemikalier som forårsaket senescens i cellene. Men i levende ting, interaksjoner mellom celler og vevene rundt dem påvirker genaktiviteten til cellene betydelig. Dette betyr at sammenlignet med celler i deres normale miljø, kan egenskapene til celler som vokser isolert i en glassfat variere.
For å skape et kraftigere verktøy for studiene sine, forbedret forskerne en vanlig teknikk for å smelte sammen et relevant gen – i dette tilfellet p16-genet, som er altfor aktivt i senescerende celler – med et grønt fluorescerende protein (GFP) som en markør som kan avsløre plasseringen av cellene under ultrafiolett lys. Forskere forsterket det fluorescerende signalet betydelig ved å forbedre mengden og stabiliteten til det grønne fluorescerende proteinet i disse senescerende cellene. Dette tillot dem å se senescent celler i deres naturlige habitat av levende vev.
Forskerne fant at aldrende celler eksisterer i ungt og friskt vev i større grad enn tidligere antatt og begynner å utvikle seg kort tid etter fødselen ved hjelp av denne ekstremt sensitive teknologien. Forskerne oppdaget også spesielle vekstfaktorer som senescentceller avgir for å oppmuntre stamceller til å spre seg og helbrede vev. Åpenbaringen om at immunsystemceller som makrofager og monocytter kan aktivere aldrende celler er relevant for aldring og vevsskade. Dette funnet antyder at betennelse i gammelt eller skadet vev er en avgjørende regulator av senescent celleaktivitet og regenerering.
I sine studier av lungevev observerte Pengs team grønnglødende senescentceller som lå ved siden av stamceller på kjellermembranen som fungerer som en barriere som hindrer fremmede celler og skadelige kjemikalier i å komme inn i kroppen og lar oksygen diffundere fra luften i lungene inn i underliggende vev. Skade kan oppstå ved dette dynamiske grensesnittet. Teamet så senescentceller i lignende posisjoner i andre barriereorganer, som tynntarmen, tykktarmen og huden. Eksperimentene deres bekreftet at hvis senescentceller ble drept med senolytika, kunne ikke lungestamceller reparere barriereoverflaten på riktig måte.
Utdannet professor i eksperimentell patologi sa Pengs studie er virkelig viktig for aldringsforskning, der målet er å hjelpe individer til å leve lengre og sunnere liv.
"Studiene tyder på at senolytisk forskning bør fokusere på å gjenkjenne og presist målrette skadelige senescentceller, kanskje ved de tidligste tegn på sykdom, samtidig som de hjelper intakte," sa hun. "Disse funnene understreker behovet for å utvikle bedre medisiner og små molekyler som vil målrette mot spesifikke undergrupper av senescent celler involvert i sykdom i stedet for regenerering."
Tidsreferanse:
- Nabora S. Reyes et al. Sentinel p16INK4a+ celler i basalmembranen danner en reparativ nisje i lungen. Vitenskap. GJØR JEG: 10.1126/science.abf33
