Vědci v Bonnu omladili buňky osmdesátníka na molekulární věk pod 20 let

Vědci z Univerzitní nemocnice v Bonnu a Univerzity v Bonnu dosáhli v laboratorních podmínkách dramatického omlazení lidských buněk. Výzkumný tým se zaměřil na proces přímého přeprogramování, při kterém se podařilo přeměnit prekurzory červených krvinek na kmenové buňky. Výsledky experimentu ukazují, že takto vzniklé kmenové buňky jsou po stránce svého molekulárního stáří výrazně mladší než buňky, z nichž vznikly.

Klíčovým prvkem experimentu bylo takzvané resetování molekulárních hodin, tedy mechanismu, který v buňkách funguje jako ukazatel jejich biologického věku. Tyto hodiny se v průběhu života člověka postupně posouvají a odrážejí opotřebení i stárnutí tkání. Vědcům se podařilo tento proces zvrátit a vrátit buňky do stavu, který odpovídá mnohem nižšímu věku, než jaký měl samotný dárce buněk.

Pro experiment použili výzkumníci krevní buňky odebrané od osmdesátiletého dárce. Po přeprogramování na kmenové buňky se jejich molekulární věk pohyboval pod hranicí 20 let, což představuje výrazný rozdíl oproti původnímu biologickému stáří dárce. Tento výsledek podle vědců dokládá, že proces přeprogramování nejen mění typ buňky, ale skutečně ovlivňuje i vnitřní mechanismy spojené se stárnutím na molekulární úrovni.

Z takto vzniklých a omlazených kmenových buněk je následně možné odvodit další typy buněk, včetně neuronů. To otevírá potenciální využití v oblastech, kde je potřeba nahradit poškozené nebo nemocemi zasažené nervové buňky. Schopnost vytvořit z dárcovských buněk starší osoby prakticky nové, mladší kmenové buňky, by mohla mít význam především pro výzkum neurodegenerativních onemocnění a pro vývoj buněčné terapie.

Přímé přeprogramování se od starších metod produkce kmenových buněk liší tím, že nevyžaduje návrat buňky do plně nediferencovaného stavu, jaký je typický pro takzvané indukované pluripotentní kmenové buňky. Místo toho dochází k přímé přeměně jednoho specializovaného typu buňky na jiný, respektive na stav s vlastnostmi kmenových buněk, a to při zachování relativně krátkého a kontrolovaného procesu. Právě tato skutečnost podle vědců z Bonnu přispívá k tomu, že se podařilo dosáhnout tak výrazného omlazení na molekulární úrovni.

Výsledky výzkumu naznačují, že stárnutí buněk není nevratný proces, ale že je alespoň částečně možné jej laboratorně ovlivnit a buňkám vrátit vlastnosti, které odpovídají mnohem nižšímu věku. To má význam nejen pro základní výzkum biologie stárnutí, ale potenciálně i pro budoucí terapeutické přístupy, které by mohly využívat vlastní buňky pacienta přeměněné na mladší a funkčnější verze.

Tým z Bonnu zdůrazňuje, že použití krevních buněk jako výchozího materiálu má praktickou výhodu, protože jejich odběr je relativně jednoduchý a neinvazivní ve srovnání s jinými typy tkání. Pokud by se v budoucnu podařilo tento postup dále zdokonalit a ověřit jeho bezpečnost, mohl by sloužit jako základ pro přípravu buněčných linií určených k transplantaci nebo k léčbě onemocnění spojených s poškozením nervové tkáně.

Vědci zároveň upozorňují, že jde o výsledky získané v laboratorních podmínkách a že cesta k případnému klinickému využití bude vyžadovat další výzkum. Je potřeba ověřit, zda se podobného efektu omlazení dosahuje i u buněk od dárců různého věku a zdravotního stavu, a zda jsou takto vzniklé kmenové buňky dostatečně stabilní a bezpečné pro další použití v medicíně.

Přesto výzkumný tým z Bonnu považuje dosažené výsledky za významný krok v chápání toho, jak lze molekulární stárnutí buněk ovlivnit a případně zvrátit. Kombinace přímého přeprogramování a výrazného snížení molekulárního věku buněk, doložená na příkladu dárce ve vysokém věku, podle vědců ukazuje, že biologický věk buňky není pevně daný, ale že jde o proces, který lze za určitých podmínek laboratorně modifikovat.