Îmbătrânire lentă prin reprogramarea celulelor Cercetare și Cercetare științifică și
O strategie nouă prelungește viața șoarecilor și atenuează simptomele legate de vârstă.
Obținerea oricărui tip de celulă într-o cutie Petri, studierea etapelor timpurii ale dezvoltării umane sau chiar generarea de organe în laborator sunt câteva dintre posibilitățile pe care ni le oferă celulele stem. Acestea sunt definite ca fiind cele care au capacitatea de a regenera un organism multicelular complet. Înainte de 2006, celulele stem utilizate în laborator proveneau din material embrionar, cu limitările sale etice evidente. Din acest motiv, descoperirea reprogramării celulare în 2006 a revoluționat domeniul medicinei regenerative.
Realizarea a fost realizată de un grup de cercetători condus de Shinya Yamanaka, de la Universitatea din Kyoto, care în 2012 a primit Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină pentru acest lucru. Echipa a arătat că, încorporând în celule patru gene care codifică molecule cunoscute de atunci ca factori Yamanaka, ar putea transforma celulele pielii într-un stadiu de pluripotență similar cu celulelor embrionare. Procesul este cunoscut sub numele de reprogramare celulară, iar celulele generate sunt numite celule stem pluripotente induse. Aceste celule au deschis foarte mult gama de posibilități în domeniul biomedicinei. Printre alte aplicații, acestea au fost utilizate pentru modelarea bolilor sau pentru evaluarea eficacității medicamentelor în anumite afecțiuni.
Dar, mai presus de toate, descoperirea reprogramării celulare a reprezentat o schimbare de paradigmă în domeniul medicinei regenerative. Opinia că dezvoltarea embrionară a fost un proces unidirecțional, în care celulele pluripotente s-au diferențiat și au dobândit un destin celular specific și ireversibil, a fost înlocuită de ideea că a fost un proces maleabil și chiar bidirecțional. Reprogramarea a dezvăluit că celulele adulte sau diferențiate, cum ar fi celulele pielii, pot întineri și reveni la o etapă a pluripotenței din care se pot reînnoi automat și da naștere la diferite tipuri de celule, cum ar fi cele ale ficatului, mușchilor sau din nou. piele.
Acest avans a implicat o regândire a îmbătrânirii, care a fost întotdeauna considerată un fenomen unic și inevitabil. Dacă o celulă diferențiată poate fi convertită într-una pluripotențială precum cele ale embrionilor; Cu alte cuvinte, dacă este readus la punctul său de plecare, este posibil să întineri celulele, ceva care nu necesită revenirea atât de departe în timp? Și un organism întreg? Există posibilitatea de a încetini sau a inversa îmbătrânirea?
În studiile dirijate de Juan Carlos Izpisúa Belmonte, în laboratorul de expresie genică al Institutului Salk pentru Studii Biologice din San Diego și la care a participat unul dintre noi (Vázquez-Ferrer), s-a arătat că activarea intermitentă a factorilor Yamanaka menționați anterior, asociat în mod normal cu un stadiu embrionar, poate inversa caracteristicile bătrâneții la șoarecii vii. Rezultatele acestor studii, publicate în 2016 în Cell și în Trends in Molecular Medicine, nu numai că au oferit o perspectivă asupra mecanismelor celulare care conduc la îmbătrânire, ci indică și potențiale abordări terapeutice pentru îmbunătățirea sănătății și longevității umane. De atunci, alte publicații mai recente au confirmat rolul crucial al schimbărilor epigenetice în mecanismul de inversare a îmbătrânirii și s-au aprofundat în reprogramarea in vivo a celulelor specifice ale unui țesut pentru a recupera pierderea funcției și, astfel, pentru a prelungi indirect speranța de viață.
Întineri celulele in vitro
Îmbătrânirea poate fi definită ca deteriorarea progresivă a capacității unei celule sau a unui organism de a rezista la stres, daune sau boli. Reprezintă cel mai mare factor de risc pentru majoritatea bolilor: odată cu trecerea anilor, crește riscul și vulnerabilitatea de a suferi de boli cardiovasculare și neurodegenerative, cancer și obezitate, printre alte afecțiuni; și, de asemenea, vă înrăutățește prognosticul. Din acest motiv, reușirea inversării sau încetinirii îmbătrânirii a atras o mare atenție din partea comunității științifice.
Progresele recente în reprogramarea celulelor au făcut posibilă analiza îmbătrânirii în laborator, atât fiziologice (din cauze naturale), cât și patologice (cauzate de boli). În acest fel, fibroblastele (un tip de celule ale țesutului conjunctiv) au fost reprogramate in vitro de la indivizi centenari sau de la pacienți cu Progeria, o boală în care cei afectați îmbătrânesc rapid de la naștere. Celulele reprogramate prezintă o îmbunătățire a mai multor caracteristici ale îmbătrânirii: concentrația proteinelor care reglează senescența celulară și scăderea nivelului de stres oxidativ, telomerii (capetele cromozomilor) se prelungesc și urmele epigenetice (modificările chimice ale ADN-ului) dispar. Prin urmare, s-a realizat o întinerire a celulelor în laborator.
Dar, deși există numeroase studii care au arătat că reprogramarea celulară inversează vârsta celulelor din plăcile Petri, pasul implicat în reprogramarea celulelor în organisme întregi vii reprezintă o provocare mult mai dificilă.