Исследователи разработали метод «прыжка во времени» клеток кожи человека на 30 лет, переводя часы старения клеток вспять, не теряя их специализированной функции. Работа исследователей в рамках программы Института эпигенетики (Institute's Epigenetics) позволила частично восстановить функцию старых клеток, а также омолодить молекулярные показатели биологического возраста. Исследование, хотя оно находится на ранней стадии исследований, может произвести революцию в регенеративной медицине.
С возрастом способность наших клеток функционировать снижается, и в геноме накапливаются признаки старения. Регенеративная биология направлена ​​на восстановление или замену клеток, в том числе старых. Одним из важнейших инструментов регенеративной биологии является наша способность создавать «индуцированные» стволовые клетки. Этот процесс является результатом нескольких шагов, каждый из которых стирает некоторые метки, делающие клетки специализированными. Теоретически эти стволовые клетки могут стать клетками любого типа, но ученые пока не могут надежно воссоздать условия для повторной дифференцировки стволовых клеток во все типы клеток.
Новый метод основан на технологии, получившей Нобелевскую премию, создания стволовых клеток, решает проблему полного стирания клеточной идентичности, останавливая перепрограммирование в процессе. Это позволило исследователям найти точный баланс между перепрограммированием клеток, что делает их биологически моложе, но при этом позволяет восстановить их специализированные клеточные функции.
В 2007 году Шинья Яманака был первым ученым, который превратил нормальные клетки, выполняющие определенную функцию, в стволовые клетки, обладающие особой способностью развиваться в клетки любого типа. Полный процесс перепрограммирования стволовых клеток занимает около 50 дней с использованием четырех ключевых молекул, называемых факторами Яманаки. Новый метод, называемый «переходным перепрограммированием фазы созревания», подвергает клетки воздействию факторов Яманаки всего за 13 дней. В этот момент удаляются возрастные изменения и клетки временно теряют свою индивидуальность. Частично перепрограммированным клеткам дали время для роста в нормальных условиях, чтобы посмотреть, вернется ли их специфическая функция клеток кожи. Анализ генома показал, что в клетках вновь появились маркеры, характерные для клеток кожи (фибробластов), и это было подтверждено наблюдением за выработкой коллагена в перепрограммированных клетках.
Исследователи изучили несколько показателей клеточного возраста. Во-первых, это эпигенетические часы, в которых химические метки, присутствующие в геноме, указывают на возраст. Второй — это транскриптом, считывание всех генов, производимые клеткой. По этим двум показателям перепрограммированные клетки соответствовали профилю клеток, которые были на 30 лет моложе по сравнению с эталонными наборами данных.
Профессор Вольф Рейк (Wolf Reik), руководитель исследовательской программы в области эпигенетики, который недавно возглавил Кембриджский институт Altos Labs, сказал: «Эта работа имеет очень интересные последствия. нацелена на уменьшение последствий старения. Этот подход обещает ценные открытия, которые могут открыть удивительный терапевтический горизонт».