Zombi celice imajo slabost. Eksperimentalna terapija proti staranju to izkorišča.

Zombi celice imajo slabost. Eksperimentalna terapija proti staranju to izkorišča.

Časovni žig: 7. november 2023 3:00
Zombie Cells Have a Weakness. An Experimental Anti-Aging Therapy Exploits It. PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Stare celice so tovarne biokemičnih odpadkov.

Nova študija nakazuje, da jih je mogoče odstraniti z zdravilom, ki je že odobreno za težave z očmi.

Stare celice, imenovane "zombi celice", se počasi kopičijo s starostjo ali zdravljenjem raka. Celice izgubijo sposobnost opravljanja normalnih funkcij. Namesto tega v svoje lokalno okolje uhaja strupena kemična juha, ki poveča vnetje in poškoduje zdrave celice.

Več kot desetletje raziskav je pokazalo, da lahko te celice odstranimo z genskim inženiringom ali zdravili upočasnijo staranje simptomi pri miših. Ni čudno, da imajo vlagatelji nalil milijarde dolarjev v te "senolitična" zdravila.

Obstajajo že namigi o zgodnjih uspehih. V enem zgodnjem kliničnem preskušanju je bilo ugotovljeno, da je čiščenje zombi celic s kombinacijo zdravil pri ljudeh s starostnimi težavami s pljuči varna. Druga študija je pomagala ljudem srednjih let in starejšim vzdrževati krvni tlak med tekom po stopnicah. Toda boj proti starajočim se celicam ne pomeni samo izboljšanja atletskih sposobnosti. Mnogi več potekajo klinična preskušanja, vključno s krepitvijo celovitosti kosti in bojem proti Alzheimerjeva bolezen.

Toda Carlos Anerillas, Myriam Gorospe in njihova ekipa na Nacionalnem inštitutu za zdravje (NIH) v Baltimoru menijo, da terapije še niso zadele zombi celic tam, kjer res boli.

In študija in Staranje narave, je ekipa odkrila šibkost v teh celicah: nenehno sproščajo strupene kemikalije, kot je nos med prehladom. Ta enolončnica vnetnih molekul, imenovana SASP, za sekretorni fenotip, povezan s staranjem, prispeva k staranju.

Na našo srečo ima to nenehno sproščanje kemikalij svojo ceno. Zombi celice uporabljajo »tovarno« znotraj celice za pakiranje in pošiljanje strupenega tovora v sosednje celice in bližnja tkiva. Vse celice imajo te tovarne. Toda tisti v zombi celicah prehitevajo.

Nova študija je odkrila proteinski par, ki je bistvenega pomena za strupeno izbruh zombijevih celic, in odkrila zdravilo, ki ga je odobrila FDA in zavira ta proces. Ko so ga dali 22-mesečnim mišim – kar je približno enako 70-letnim ljudem – so imele boljše delovanje ledvic, jeter in pljuč v samo dveh mesecih zdravljenja.

Delo "izstopa", je dejal Yahyah Aman, urednik pri Staranje narave. To je "razburljiva tarča za razvoj novih senolitičnih zdravil," je dodal Ming Xu iz UConn Health, ki ni bil vključen v študijo.

Molekularni metropolit

Vsaka celica je živahno mesto z več soseskami.

Nekateri hranijo naše genetske arhive. Drugi te kode DNK prevajajo v beljakovine. Tukaj so tudi s kislino napolnjeni smetnjaki in molekularno koši za recikliranje da bo vsaka celica čista od odpadkov.

Potem je tu še urgenca. Ne, ne urgenca, ampak puhasto strukturo, podobno rogljičku. Imenuje se endoplazmatski retikulum in je osrednje mesto za nove proteine. ER pakira beljakovine in jih dostavi notranjim strukturam, površini celice ali destinacijam zunaj celice.

Ti "sekretorni" paketi so močni regulatorji, ki nadzorujejo lokalne celične funkcije. Običajno ER pomaga celicam pri usklajevanju njihovih odzivov s sosednjimi tkivi – na primer omogoči strjevanje krvi po strganju ali spodbudi imunski odziv za celjenje poškodbe.

Stare celice ugrabijo ta proces. Namesto produktivnega signaliziranja sproščajo strupeno juho kemikalij. Te celice se ne rodijo škodljive. Namesto tega se spremenijo zaradi vseživljenjske poškodbe - na primer poškodbe njihove DNK. Soočene s tako veliko škodo bi normalne celice odmrle, kar bi omogočilo zdravim novim celicam, da jih nadomestijo v nekaterih tkivih, kot je koža.

Zombi celice, nasprotno, nočejo umreti. Dokler je škoda pod smrtonosno ravnjo, celice živijo naprej, izločajo svoj smrtonosni zvarek in škodujejo drugim v bližini.

Zaradi teh lastnosti so zombi celice dragocena tarča za terapije proti staranju. Obstajajo tudi obetavna zdravljenja. Večina se je zanašala na obstoječe znanje ali ideje o delovanju zombi celic. Raziskovalci nato v ogromnih knjižnicah zdravil iščejo kemikalije, ki bi lahko motile njihovo delovanje. Čeprav je uporabna, lahko ta strategija zgreši možnosti zdravljenja.

Nova študija je postala lažna. Namesto da bi začeli s hipotezami, so pregledali celoten človeški genom, da bi našli nove ranljivosti.

Divji zahod

V svojem lovu se je ekipa obrnila na CRISPR. CRISPR, znan kot urejevalnik genov, se zdaj pogosto uporablja za določanje genov in beljakovin, ki prispevajo k celičnim funkcijam. Tukaj je ekipa prekinila vsak gen v človeškem genomu, da bi natančno določila tiste, ki so odstranili zombi celice.

Njihovo delo je bilo poplačano. Zaslon je našel beljakovinski par, ki je kritičen za preživetje starajočih se celic. Ekipa je nato iskala zdravilo, ki ga je odobrila FDA, da bi motilo par. Kar so iskali, so našli v verteporfinu, zdravilu, odobrenem za zdravljenje bolezni očesnih krvnih žil.

V več zombi celičnih kulturah s proteinskim parom je zdravilo pognalo starajoče se celice v apoptozo – to je »nežno odpadanje listov«, nekakšna celična smrt, ki ne škodi okoliškim celicam.

Ko smo kopali globlje, se je zdelo, da zdravilo neposredno cilja na endoplazmatski retikulum zombi celic – njihov transportni center. Celice, obdelane z zdravilom, niso mogle obdržati občutljive večplastne strukture, ki se je nato skrčila v obliko, kot je mokra, zmečkana papirnata brisača.

"Zmanjšana urgencija je sprožila presnovno krizo" v celicah zombija, sta pojasnila Anerillas in Gorospe. To je »vrhunec doseglo z njihovo smrtjo«.

Večne miške

Kot dokaz koncepta je ekipa starejšim mišim - približno starim kot 70-letni človek - vbrizgala verteporfin enkrat na mesec dva meseca.

V samo enem tednu so miši, zdravljene z verteporfinom, pokazale manj molekularnih znakov staranja v ledvicah, jetrih in pljučih. Njihovo krzno je bilo bolj razkošno v primerjavi s kontrolnimi mišmi brez zdravila.

Ko se staramo, imunske celice pogosto vstopijo v pljuča in povzročijo poškodbe. Verteporfin je odstranil to infiltracijo in zmanjšal brazgotinjenje pljuč pri miših – kar je pogosto povezano z zmanjšano dihalno zmogljivostjo. Podobno je glede na preiskave krvi zdravilo pomagalo obnoviti delovanje ledvic in jeter miši.

Zmanjšano število starajočih se celic je zmanjšalo vnetne signale, kar bi lahko pojasnilo učinke pomlajevanja, je pojasnila ekipa. Verteporfin je prav tako ustavil protein "varuh", ki ščiti starajoče se celice pred smrtjo, kar je dodatno sprožilo njihovo propadanje.

Izkoriščanje edinstvene ranljivosti zombi celice je nova strategija v razvoju senolitikov. Raziskati je še veliko več. Endoplazmatski retikulum ni edina celična komponenta v tovarni bioloških odpadkov. Druge celične komponente, ki ustvarjajo strupe starajočih se celic, bi lahko tudi blokirali in pomagali odstraniti same celice.

To je obetavna alternativa obstoječim metodam za uničenje starajočih se celic. Strategija bi lahko "močno razširila katalog senolitičnih terapij," je zapisala ekipa.

Avtorstvo slike: celica HeLA v apoptozi. Tom Deerinck / NIH / FLICKR

Časovni žig:

Več od Središče singularnosti