Stare celice imunskega sistema so potencialno med najbolj škodljivimi od vseh starajočih se celic, ker širijo poškodbe tkiva in hitro staranje po drugih telesnih organih in sistemih. Toda odkritje UC San Francisco nakazuje, da niso vse starajoče se celice škodljivi »zombiji«.
Med ponovnim ocenjevanjem vloge 'zombi' celic, ki jih je medicina proti staranju skušala odpraviti, so znanstveniki ugotovili, da so nekatere vgrajene v mlada, zdrava tkiva in spodbujajo normalno obnovo po poškodbah.
Znanstveniki so sedaj opazovali delovanje teh celic v pljučnem tkivu in drugih organih, ki delujejo kot ovire v telesu, kot so tanko črevo, debelo črevo in koža. Poškodbe pljučnega tkiva se počasneje okrevajo, če jih zdravimo s senolitičnimi zdravili, ki te celice ubijejo.
Tien Peng, MD, izredni profesor pljučne medicine, intenzivne nege, alergije in medicine spanja ter višji avtor študije, je dejal, "Starejše celice lahko zasedejo niše s privilegiranimi položaji kot 'stražarji', ki spremljajo tkivo za poškodbe in se odzovejo tako, da spodbujajo bližnje matične celice, da rastejo in sprožijo popravilo."
»Razumljivo je bilo, da so znanstveniki sprva gledali na starajoče se celice kot na izključno škodljive. S staranjem se starajoče celice kopičijo značilnosti starih, izrabljenih celic, vključno z nezmožnostjo ustvarjanja novih celic. Namesto da bi odmrle kot običajne starane celice, živijo naprej in izločajo koktajl vnetnih spojin, ki tvorijo sekretorni fenotip, povezan s staranjem (SASP). Ti dejavniki so povezani z Alzheimerjeva bolezen, artritisin druge s starostjo povezane motnje, vključno z rak. Zanje je bilo skovano privlačno ime "zombi celice".
Raziskovalci so prišli do osupljivega odkritja, da je odstranjevanje starajočih se celic pri miših preprečilo ali zmanjšalo s starostjo povezane bolezni in podaljšalo življenjsko dobo živali z uporabo senolitikov, ki ciljajo in ubijajo "zombi celice". Po tem se je povečala aktivnost v raziskovalnih laboratorijih in farmacevtskih podjetjih, namenjenih iskanju in razvoju močnejših različic teh zdravil.
Vendar odstranitev starajočih se celic prinaša tveganja. Na primer, ta nedavna študija je pokazala, da lahko starajoče se celice spodbujajo tudi rutinsko celjenje s sprožitvijo popravljanja izvornih celic. Glede na novo raziskavo lahko analitika negativno vpliva na normalno popravilo, lahko pa tudi zdravi motnje, pri katerih so starajoče se celice odgovorne za patološko vedenje matičnih celic.
Stare celice so lahko zahtevne za raziskovanje, saj so njihovi indikatorji, kot je gen p16, včasih redki in jih je težko najti. V zgodnjih poskusih so fibroblastne celice izolirali, gojili v posodah za kulturo, dokler ni bilo dovolj celic za poskuse, nato pa jih obremenili s kemikalijami, ki so povzročile staranje celic. Toda v živih bitjih, interakcije med celicami in tkiva okoli njih pomembno vplivajo na gensko aktivnost celic. To pomeni, da se lahko značilnosti celic, ki rastejo izolirano v stekleni posodi, razlikujejo od celic v njihovem običajnem okolju.
Da bi ustvarili močnejše orodje za svoje študije, so znanstveniki izboljšali običajno tehniko spajanja ustreznega gena – v tem primeru gena p16, ki je preveč aktiven v starajočih se celicah – z zelenim fluorescenčnim proteinom (GFP) kot označevalcem, ki lahko razkrije lokacijo celic pod ultravijolično svetlobo. Znanstveniki so znatno okrepili fluorescenčni signal s povečanjem količine in stabilnosti zelenega fluorescenčnega proteina v teh starajočih se celicah. To jim je omogočilo, da vidijo starajoče se celice v njihovem naravnem okolju živih tkiv.
Znanstveniki so ugotovili, da starajoče se celice obstajajo v mladih in zdravih tkivih v večjem obsegu, kot se je prej verjelo, in se začnejo razvijati kmalu po rojstvu s pomočjo te izjemno občutljive tehnologije. Znanstveniki so odkrili tudi posebne rastne faktorje, ki jih oddajajo starajoče se celice, da bi spodbudile izvorne celice k razmnoževanju in celjenju tkiv. Razkritje, da lahko celice imunskega sistema, kot so makrofagi in monociti, aktivirajo starajoče se celice, je pomembno za staranje in poškodbe tkiva. Ta ugotovitev pomeni, da je vnetje v starem ali poškodovanem tkivu ključni regulator aktivnosti in regeneracije starajočih se celic.
V svojih študijah pljučnega tkiva je Pengova ekipa opazila zelene žareče starajoče se celice, ki ležijo poleg matičnih celic na bazalni membrani, ki služi kot ovira, ki preprečuje tujim celicam in škodljivim kemikalijam vstop v telo ter omogoča difuzijo kisika iz zraka v pljučih v spodnjih tkivih. Na tem dinamičnem vmesniku lahko pride do poškodb. Ekipa je videla starajoče se celice na podobnih položajih v drugih pregradnih organih, kot so tanko črevo, debelo črevo in koža. Njihovi poskusi so potrdili, da če bi stare celice uničili s senolitiki, matične celice pljuč ne bi mogle pravilno popraviti površine pregrade.
Obdarjeni profesor za eksperimentalno patologijo je dejal Pengova študija je resnično pomembna za raziskave staranja, kjer je cilj pomagati posameznikom živeti dlje in bolj zdravo.
"Študije kažejo, da bi se morale raziskave senolitikov osredotočiti na prepoznavanje in natančno ciljanje škodljivih starajočih se celic, morda ob najzgodnejših znakih bolezni, koristne pa pustiti nedotaknjene," je dejala. "Te ugotovitve poudarjajo potrebo po razvoju boljših zdravil in majhnih molekul, ki bodo usmerjene na specifične podskupine starajočih se celic, ki so vpletene v bolezen in ne v regeneracijo."
Referenca dnevnika:
- Nabora S. Reyes et al. Celice Sentinel p16INK4a+ v bazalni membrani tvorijo reparativno nišo v pljučih. Znanost. DOI: 10.1126/science.abf33
