(Jasmin Merdan/Moment/Getty Images) Es ist nicht ganz der mythische Jungbrunnen, aber vielleicht ein Anfang: Wissenschaftlern ist es gelungen, menschliche Hautzellen so zu manipulieren, dass sie den Alterungsprozess von 30 Jahren umkehren und sie im Hinblick auf bestimmte molekulare Messungen in einen viel jugendlicheren Zustand versetzen.
Auch wenn die Forschung noch in den Kinderschuhen steckt – wir sollten uns also nicht zu schnell hinreißen lassen – könnte die Technik eine wichtige Rolle bei den Bemühungen spielen, verjüngende Medikamente zu entwickeln, die in der Lage sind, einige der schädlichen Folgen des Älterwerdens unseres Körpers rückgängig zu machen.
Was die Forschung besonders bemerkenswert macht, ist, dass die Hautzellen so umprogrammiert wurden, dass sie biologisch jünger sind, aber dennoch einen Teil der Funktionalität beibehalten, die sie ursprünglich zu Hautzellen gemacht hat.
Die Kollagenproduktion (in Rot) wird nach der Neuprogrammierung in den Zellen wiederhergestellt. (Fátima Santos, Babraham Institut)
Das hier verwendete Verfahren baut auf dem mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Verfahren auf Werk von Shinya Yamanaka im Jahr 2007 , wo Yamanaka in der Lage war, normale Zellen mit einer bestimmten Funktion in umzuwandeln Stammzellen das kann sich zu jedem Typ entwickeln. Dies bedeutete jedoch, dass die Zelle ihre spezifische Identität verlieren würde.
„Unser Verständnis des Alterns auf molekularer Ebene hat sich im letzten Jahrzehnt weiterentwickelt und Techniken hervorgebracht, die es Forschern ermöglichen, altersbedingte biologische Veränderungen in menschlichen Zellen zu messen“, sagt die Biologin Diljeet Gill vom Babraham Institute im Vereinigten Königreich und Hauptautor der Studie.
„Wir konnten dies auf unser Experiment anwenden, um das Ausmaß der Neuprogrammierung unserer neuen Methode zu bestimmen.“
Die neue Methode, die als „transiente Reprogrammierung der Reifungsphase“ bezeichnet wird, arbeitet schneller (13 Tage, verglichen mit 50 in den Experimenten des Yamanaka-Teams) und stoppt vor dem Stammzelle Der Zustand ist erreicht und die Zelle behält ihre ursprüngliche Identität und Funktion.
Eine Vielzahl von Messungen, darunter die epigenetische Uhr (chemische Markierungen, die das Alter anzeigen) und das Transkriptom (von Zellen erzeugte Genablesungen), wurden verwendet, um zu bestätigen, dass das biologische Alter der Hautzellen tatsächlich um drei Jahrzehnte zurückgegangen war.
Kollagen Die Produktion ist eine Schlüsselfunktion der Hautzellen – nützlich für die Strukturierung von Gewebe und die Wundheilung – und es wurde beobachtet, dass die jungen Zellen immer noch das Zeug auspumpen. Tatsächlich produzierten sie mehr Kollagen als Kontrollhautzellen, die den Umprogrammierungsprozess nicht durchlaufen hatten, und zeigten Anzeichen dafür, dass sie Wunden schneller heilen konnten.
„Wir haben bewiesen, dass Zellen verjüngt werden können, ohne ihre Funktion zu verlieren, und dass die Verjüngung darauf abzielt, alten Zellen eine gewisse Funktion zurückzugeben“, sagt Gill .
„Die Tatsache, dass wir auch eine Umkehrung der Alterungsindikatoren in mit Krankheiten verbundenen Genen beobachtet haben, ist für die Zukunft dieser Arbeit besonders vielversprechend.“
Bisher verstehen die Wissenschaftler nicht vollständig, wie der Mechanismus hinter der vorübergehenden Reprogrammierung in der Reifungsphase funktioniert, sie gehen jedoch davon aus, dass bestimmte Schlüsselteile des Genoms, die bei der Steuerung der Zellidentität helfen, der Reprogrammierung möglicherweise entgehen können.
Mit zunehmendem Alter müssen wir uns mit einer Vielzahl altersbedingter Gesundheitsprobleme befassen – von Herzerkrankungen bis hin zu Herzkrankheiten Alzheimer – und auch in der Zukunft könnte die hier skizzierte Forschung hilfreich sein, um Wege zu finden, die Entwicklung dieser Probleme anzugehen.
Einer der nächsten Schritte wird darin bestehen, die hier verwendeten Techniken auf andere Zelltypen im Körper anzuwenden und sicherzustellen, dass die Prozesse völlig sicher sind, bevor sie aus dem Labor ins Labor gebracht werden klinische Versuche .
„Letztendlich können wir möglicherweise Gene identifizieren, die sich ohne Neuprogrammierung verjüngen, und gezielt auf diese abzielen, um die Auswirkungen des Alterns zu reduzieren“, sagt Molekularbiologe Wolf Reik vom Babraham Institute.
„Dieser Ansatz verspricht wertvolle Entdeckungen, die einen erstaunlichen therapeutischen Horizont eröffnen könnten.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in eLife .