Kehossa on noin 200 erityyppistä solua, mutta ne kaikki voidaan jäljittää kantasoluihin. Ennen kuin ne erottuivat sydämeen, maksaan, vereen, immuunisoluihin ja muihin, niitä kutsuttiin pluripotenteiksi, mikä tarkoittaa, että niistä voi tulla mitä tahansa.
Vuonna 2006 Shinya Yamanaka löysi neljä geeniä, jotka pakotettuaan ilmentymään, koputtivat solut takaisin ennalta erilaistuneeseen tilaansa. Monille, mukaan lukien Nobel-palkintokomitea - joka myönsi Yamanakalle vuoden 2012 Nobelin lääketieteen -, tämä oli osoitus siitä, että todella pystymme yhtenä päivänä kääntämään ikääntymisen luonnollisen prosessin. Mutta oli merkittäviä ongelmia. Kytkemällä nämä geenit päälle tutkijat aiheuttivat solujen menettämisen identiteettinsä. Koska solut voivat sitten kasvaa mitä tahansa, ne tekevät, ja se johtaa usein syöpään, mutta voi myös aiheuttaa, että solut jättävät tekemättä työnsä - ongelmallinen, kun sinulla on sydän- tai maksasolu.
La Jollassa Kaliforniassa sijaitsevan Salk-instituutin tutkijoilla voi olla ratkaisu. He osoittivat äskettäisessä artikkelissa Cell, että he kykenivät indusoimaan solut, mukaan lukien ihmisen solut in vitro ja hiiren solut in vivo, käyttäytymään kuin nuoremmat solut, lisäämällä hiirten elinkaarta ja ihmisen solujen sietokykyä. Tutkimus edustaa tärkeätä askelta siinä, miten ymmärrämme ikääntymistä solutasolla ja voisimme ajan myötä osoittaa terapioihin sen perusteella, kuinka ja onko ikääntymisprosessia hallitsevaa geenisarjaa ilmaistu.
"Lähinnä tässä käsitteenä on ikääntymisprosessin plastiikka", sanoo Salkin professori ja tutkimuksen kirjoittanut Juan Carlos Izpisua Belmonte. ”Kuvittele, että kirjoitat käsikirjoituksen. Jos siirrät käsikirjoituksen monille ihmisille, elämäsi lopussa on paljon merkkejä, paljon lisäyksiä. Se mitä teemme täällä… eliminoi jotkut näistä merkinnöistä. ”
Belmonte ja hänen laboratorionsa löysivät taitava ratkaisun joihinkin Yamanakan tekijöiden aiheuttamiin ongelmiin. He tiesivät, että kun nämä geenit kytkettiin päälle, solujen ohjelmointi eteni vaiheittain - tietyt vaikutukset tapahtuivat eri aikoina. He perustelivat, että jos voisit kytkeä Yamanaka-tekijät päälle ja pois päältä, voisit pysäyttää prosessin ennen kuin solut regressoivat kaikki takaisin pluripotenssiin.
Saadakseen tämän toimimaan, he ottivat käyttöön joitain geneettisiä muutoksia laboratoriohiiriin. Näissä hiirissä nämä neljä geeniä voidaan helposti kytkeä päälle tai pois päältä hiirien vedessä olevalla yhdisteellä. Sitten he suorittivat kokeen jaksoittain tekijöiden ollessa päällä kahdeksi päiväksi, sitten pois viideksi.
He kokeilivat sitä kahden tyyppisillä hiirillä: joillakin, joilla oli progeria, nopeasti ikääntyvä geneettinen tila, joka lyhentää heidän elinajansa noin 16 viikkoon; ja jotkut ikääntyivät luonnollisesti yhden vuoden ajan. Hoidon aikana progeria-hiirillä oli taipumus elää 22 tai 23 viikkoon (noin 30 prosenttia normaalia pidempään), ja luonnollisesti ikääntyvät hiiret osoittivat parempaa vastustuskykyä lihasvaurioille, aineenvaihduntataudeille ja muille ikääntymisen tunnusmerkeille.
"Uskomme todella, että epigeneettinen säätely on yksi ikääntymisen päätekijöistä", sanoo Alejandro Ocampo, Belmonten laboratorion tutkimuskumppani ja tutkimuksen pääkirjailija. "Koska se on dynaaminen, sinulla on tilaa ja mahdollisuus paitsi hidastaa sitä myös kääntää se takaisin nuorempaan tilaan."
Mutta hän lisää, että heidän tähän mennessä tekemänsä työ on enemmän ikän vaikutusten lieventämistä kuin sen kääntämistä. Hän vaatii, että vanhennetut hiiret viedään takaisin aikaisempaan tilaan, hän sanoo. "Tuo kokeilu on paljon monimutkaisempi kuin mitä osoitimme."
Jos se voitaisiin tehdä, lopputulos voi olla erittäin tärkeä.
”Ikääntyminen on suurin riskitekijä useimmissa kärsimissämme taudeissa. Jos pystyt hidastamaan tai kääntämään ikääntymisprosessia, sinulla voi olla suuri vaikutus näihin sairauksiin ”, Ocampo sanoo. "Keskitymme enemmän terveysvälin laajentamiseen, joten haluamme pidentää ihmisten terveiden vuosien määrää."
Mutta kun tutkijat lopettivat hoidon tarjoamisen, vaikutukset katoavat nopeasti, huomauttaa Stanfordin neurologian professori Tom Rando, joka ehdotti vuonna 2012, että epigeneettinen uudelleenohjelmointi voitaisiin saavuttaa irrottamalla nuorentaminen syövän aiheuttamaan erilaistumiseen ja muihin ongelmia. Hän sanoo, että Salk-instituutin tutkimus on tärkeä, koska se käsittelee juuri tätä ajatusta.
"Ensinnäkin olen vaikuttunut tutkimuksesta, en tee mitään virhettä", sanoo Rando. "Se todella ottaa tämän seuraavan askeleen, havaitsemastamme fenomenologiasta ja ehdottamistamme mekanismeista todelliseen interventioon, jonka tarkoituksena on ohjelmoida uudelleen nähdäksesi, voisitko tehdä niin."
Sen sijaan, että siirretään sama työ ihmisille, Belmonten laboratorio yrittää ymmärtää mekanismeja, joilla nuorentaminen toimii. Et voi luoda siirtogeenisiä ihmisiä pelkästään hoidon antamiseksi, samoin kuin hiirillä, joten he etsivät tapoja käyttää kemikaaleja tekemään joitain samoja asioita, joita Yamanaka-tekijät tekevät, kun heitä indusoidaan, mutta soveltamalla syklistä antamista, jota he kehittivät tässä tutkimuksessa.
"Tämä on vasta alkua", Ocampo sanoo. "Olemme vasta alkamassa nähdä, että voimme tehdä tämän, mutta tietysti se voidaan tehdä paljon paremmalla tavalla, kun tiedämme enemmän prosessista."
