Bilim İnsanları Farelerde Yaşlanmayı Geri Sarmak İçin Hücresel Gençleştirme Tedavisini Kullandı

Yaklaşık 70 yaşında olan fareler yaşlı ve sıradan görünüyordu. Ancak altında, Nobel Ödülü kazanan bir stratejiye dayalı olarak zamanda geri dönen genç bir hücresel saat gizliydi. Bu aynı zamanda Silikon Vadisi'ndeki güçlü yaşlanma karşıtı girişimler tarafından desteklenen gençlik çeşmesini bulmak için de son bahis.

Merkezde kısmi hücresel yeniden programlama var. Bir tür gen terapisi olan bu teknik, hücreleri toplu olarak Yamanaka faktörleri olarak adlandırılan dört protein yapmaya zorluyor. Faktörler, tıpkı silgiler gibi, bir hücrenin genetik geçmişini siliyor, yetişkin hücreleri (örneğin deri hücrelerini) kök hücre benzeri bir kimliğe dönüştürüyor ve onlara hemen hemen her tür hücreye dönüşme süper gücünü geri veriyor.

Süreç ya hep ya hiç şeklinde değil. Bilim insanları kısa süre önce bu faktörleri hücrenin genetik geçmişini tamamen yok etmek yerine geri sarmak için kullanabileceklerini keşfettiler. Ve eğer doğru noktada dururlarsa, hücre dramatik bir şekilde yaşını kaybeder, daha genç hale gelir ama kimliğini korur. Sonuçlar bir ilgi dalgası yarattı Google'ın kardeş şirketi Calico Life Sciences ve Jeff Bezos'un desteklediği Altos Labs ile birlikte terapiyi insanlara taşıma konusunda yarıştayız.

Ancak Yamanaka faktörlerinin karanlık bir tarafı da var. Çok fazla tüketilirse vücutta teratom adı verilen kabus gibi tümörler gelişir; bu tümörler genellikle kısmen gelişmiş dişler, kemikler ve kaslar da dahil olmak üzere dokuların bir araya toplanmasıdır. Hücreleri kök hücrelere kadar geri itmeden kısmi yeniden programlamanın nasıl başlatılacağı da hala gizemini koruyor.

A Yeni bir çalışmaSalk Enstitüsü'nden Dr. Juan Carlos Izpisua liderliğinde ve Altos Laboratuvarları, kodu kırıyor. Farelerde orta ya da geç yaşlarda başlayan üç farklı tedavi programını test eden ekip, uzun süreli tedavi gören farelerde kısa süreli Yamanaka faktörlerinin hem cildi hem de böbrekleri gençleştirdiğini buldu. Gen ekspresyon profilleri, genç bir metabolizmanın belirtileriyle çok daha genç farelerinkine benziyordu.

En büyük kazanç, terapinin teratoma veya diğer sağlık sorunlarına dair hiçbir ipucu bırakmamasıydı. "Gerçekten belirlemek istediğimiz şey, bu yaklaşımı daha uzun bir süre boyunca kullanmanın güvenli olduğuydu." şuraya çalışmanın yazarı Dr. Pradeep Reddy.

Ciddi yan etkilerin tehlikeleri göz önüne alındığında, yaşlanan insanlarda hücreleri yenilemek çok daha zor olacaktır. Bilim insanları Yamanaka faktörleri için gen terapisine alternatifler üzerinde çalışıyor. Başarılı olması halinde bu arayış, osteoporoz, diyabet ve demans gibi yaşla birlikte ortaya çıkan hastalıkları yavaşlatmak veya tersine çevirmek için kökten yeni tedaviler başlatabilir.

"Nihai hedefimiz, hastalığa yol açan süreçleri yavaşlatmak ve hatta tersine çevirmek için herkese yardım etmenin yeni yollarını bulmaktır." şuraya Izpisua'dan El País'e. "Yirmi yıl içinde yalnızca semptomları tedavi etmekle kalmayıp aynı zamanda hücresel gençleşme yoluyla hastalıkları ve yaşlanmayı öngörebilecek, önleyebilecek ve tedavi edebilecek araçlara sahip olacağımıza inanıyorum."

Tik-Tak Epigenetik Saate Geçiyor

Bir hücrenin yaşını nasıl anlarsınız?

Cevaplardan biri epigenetik saatte yatıyor. Eğer genlerimiz cümlelerse, epigenetik de notları düzenlemek gibi bir gene ne zaman açılıp kapanacağını söyleyen kimyasal "işaretleyicilerdir". Hücrelerimiz (nöronlar ve deri hücreleri diyelim) aynı DNA'ya sahip ama tamamen farklı görünüyor ve çalışıyor.

Bu notlar rastgele değil. Yaşlandıkça, bazı DNA harfleri değişikliklere daha duyarlı hale gelir. Özellikle güçlü bir "kalem", DNA'nın seçilmiş kısımlarına kimyasal bir grup ekleyen ve bir geni etkili bir şekilde kapatan metilasyondur. Bu modeller kronolojik yaşla (yaşadığınız yıl sayısı) güçlü bir şekilde ilişkilidir, öyle ki yaşlanma için bir biyobelirteç olarak yaygın şekilde kullanılırlar. Bu kimyasal belirteçler bir bakıma hücrenin yaşam öyküsünü temsil ediyor.

Yamanaka faktörlerini girin. DNA ifadesini düzenleyen protein çorbası (Oct4, Sox2, Klf4 ve c-Myc) adını Dr. Shinya Yamanaka'dan almıştır. İlk olarak 2006'da açıklanan faktörler, bir hücrenin epigenetik yapısını (metilasyon kalıpları dahil) siliyor ve büyümüş hücreleri tekrar embriyonik duruma dönüştürüyor. Nobel Ödülü kazanan çalışma, indüklenmiş pluripotent kök hücrelerin (iPSC'ler) çağını müjdeledi. mini beyinler, laboratuvar yapımı embriyolarve biyobaskılı organlar.

Uzun yaşam araştırmalarının kök hücre alanıyla uzun bir tarihsel ilişkisi var ve Yamanaka faktörleri kısa sürede bilim adamlarının dikkatini çekti. Ancak ayrı bir soru sordular: Yaşlanan dokulara gençleştirici iksirden bir miktar versek ne olurdu?

Cevap: Gençlik çeşmesine dalmak. 2016 yılında Izpisua Belmonte'nin ekibi gösterdi Faktörlerin kısa patlamaları, hızlı yaşlanma için genetik bir fare modelinde yaşlanma belirtilerini ve artan yaşam süresini engelledi. Tedavi aynı zamanda 12 aylık farelerde orta yaşlı insanlara eşdeğer kasları ve metabolizmayı da heyecanlandıracak şekilde yeniledi. Daha sonraki çalışmalar ayrıca faktörlerin kalp, optik sinir ve beyin fonksiyonlarını iyileştirdiğini ve yaygın ilgi gördüğünü buldu.

"Bu alana yatırım yapıyoruz çünkü bu, çeşitli hücre türlerinde gençlik işlevini geri getirebildiğini bildiğimiz birkaç müdahaleden biri." şuraya Dr. Jacob Kimmel Calico'da Doğa Biyoteknolojisi.

Gençlik İçin Bir Tarif

Kısmi bir yeniden programlama rejimi oluşturmak için ekip birkaç soru sordu. Tedaviye ne zaman başlamalıyız? Ne kadar süre devam etmeli?

Üç farklı fare grubuyla çalıştılar. Bir çalışma kısaydı; tedaviye 25 aylıkken (insan yaşında kabaca 80 yaşına eşdeğer) sadece bir ay süreyle başlandı. Diğer ikisi daha uzun yolu tercih etti. Bir grup orta yaş civarında başladı ve sonuncusu yaklaşık 35 yaşındaydı. Her ikisi de 22 aya kadar, yani insanlarda yaklaşık 70 yaşına kadar tedavi gördü. Farelerin hepsinin genetiği değiştirildi, böylece Yamanaka faktörleri, haftada iki gün içme sularına bir kimyasal madde eklenerek etkinleştirilebiliyordu.

Güzel haberler? Farelerin hiçbirinde teratom belirtileri görülmedi. Farelerin kan profilleri de normaldi ve tedavi görmeyen akranlarıyla benzer stres ve kaygı davranışları gösterdiler.

Kötü haber mi? Faktörlerle kısa süreli tedavi pek işe yaramadı. Epigenetik saatleri, bedensel işlevlerde gözle görülür bir iyileşme olmadan "yaşlanma modunda" takılıp kaldı. Başarısızlığın nedeni belli değildi. Kısa süreli patlamalar hücreleri gençleştirmek için yeterli olmayabilir veya yaşlı farelerin genomları yaşlanma sırasında "donmuş" bir durumda kilitlenebilir, bu da yeniden programlamayı etkisiz hale getirebilir.

Uzun mesafeli farelerin şansı daha iyiydi. Epigenetik saatleri çeşitli organlar için değerlendirildi: karaciğer, böbrekler, deri, kaslar, dalak ve akciğerler. Epigenetik yaş tersine çevrilerek cilt tedaviye en iyi yanıtı verdi. Bir yara iyileşme testinde, tedavi, farelerin derilerini yara izi bırakmadan iyileştirme yeteneğini güçlendirdi; bu, normalde yaşlılıkta bir sorun haline gelir. Dokuların genetik profilini çıkaran ekip, oksidatif stresle (dokulara zarar veren ve yaşla birlikte artan hücresel bir süreç) mücadelede rol oynayan yukarı regüle edilmiş genlerin yanı sıra inflamasyonu ve yaşlanmayı azaltan genlerde ilave bir artış buldu.

Farelerin metabolizmasının profilini çıkaran tedavi, yaşlı kemirgenlerin tehlikeli kan yağı lipit düzeylerinden (yaşlanma sırasında genel sağlık göstergesi) ve daha iyi bir metabolik profilden korunmasını sağladı. Gelecekteki çalışmaların bunların "sağlıklı metabolizmayı yansıtıp yansıtmadığını" çözmesi gerekiyor. yazdı Araştırmada yer almayan Boston Çocuk Hastanesi ve Harvard Üniversitesi'nden Arianna Markel ve Dr. George Q. Daley. Örneğin, gen ifadesi değişiklikleri normalde yaşla birlikte ortaya çıkan metabolik kargaşa kasırgasıyla mücadele edebilir ve diyabet, yüksek kolesterol veya yaşa bağlı diğer metabolik hastalıklarla mücadele edebilir.

Bu Bizi Nereye Bırakır?

Çalışma, ilk kez, normal yaşlanan farelerde kanser tehlikesi olmadan Yamanaka faktörlerinin darbeleriyle epigenetik saati geri sarmanın mümkün olduğunu gösterdi. Ama pek çok soru bırakıyor.

Listenin başında neden tüm dokuların yenilenmediği yer alıyor. Karaciğer, kas, dalak ve akciğer dokusu eski epigenetik programlarını korudu. Farklı dokuların yaşlanmayla mücadele için kişiselleştirilmiş tedavi rejimlerine ihtiyaç duyması mümkün olsa da, her birinin gizemli bir "geri dönüşü olmayan noktaya" sahip olması ve bu noktadan sonra dokunun artık hücresel yeniden programlamaya yanıt vermemesi de mümkündür.

Birlikte yazan Markel ve Daley'e bir fikir parçası, çalışma aynı zamanda yaşlanma araştırmalarının kremasını da rapor etmedi: Fareler daha uzun yaşadı mı?

Diğer bir sorun ise uzun vadeli ve oldukça karmaşık gen terapisidir. İnsanlarda kullanıldığında, çok daha uzun yaşam sürelerimiz göz önüne alındığında, bir karmaşıklık katmanı daha ekler. Daley'ninki de dahil olmak üzere pek çok laboratuvar, onarıcı güçlere sahip tek faktörleri deniyor ve dört genli tedavi edici çorba ihtiyacını ortadan kaldırıyor. Diğerleri ise süreci taklit edebilecek ilaçlar geliştirmek amacıyla Yamanaka faktörlerinin biyolojik temelini çözüyor.

Reddy, "Günün sonunda eski hücrelere esneklik ve fonksiyon kazandırmak istiyoruz, böylece strese, yaralanmalara ve hastalıklara karşı daha dirençli olurlar" dedi. "Bu çalışma, en azından farelerde bunu başarmanın bir yolu olduğunu gösteriyor."

Resim Kredi: Nick Fewings on Unsplash

• Akıllı para. Avrupa'nın En İyi Bitcoin ve Kripto Borsası.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. SERBEST ERİŞİM.
• KriptoHawk. Altcoin Radarı. Ücretsiz deneme.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2022/04/06/scientists-used- Cellular-rejuvenation-therapy-to-rewind-aging-in-mice/