211service.com
Pulksteņa pārtīšana šūnu novecošanai
Šķiet, ka ādas šūnu atgriešana cilvēkiem ar priekšlaicīgas novecošanās slimību embrionālā stāvoklī novērš šo šūnu molekulāro defektu. Cilvēkiem ar šo slimību ir neparasti īsi telomēri, atkārtots DNS posms, kas pārklāj hromosomas un sarūk ar katru šūnu dalīšanos, pat veseliem cilvēkiem.
Novecojošas šūnas: Šķiet, ka ādas šūnu pārprogrammēšana pacientiem ar priekšlaicīgas novecošanās slimību pagarina telomērus (zaļus), atkārtojas DNS sekvences, kas pārklāj hromosomas (zilas). Telomēra garums ir šūnu novecošanās mērs un nosaka, cik reižu šūna var dalīties.
Pētnieki no Bostonas Bērnu slimnīcas atklāja, ka ādas šūnu pārprogrammēšana, izmantojot inducētu pluripotentu cilmes šūnu tehnoloģiju, pagarināja telomērus šūnās. Pārprogrammēšanas process aktivizēja telomerāzes enzīmu, kas ir atbildīgs par telomēru uzturēšanu. Pētījums šodien tika publicēts žurnāla tiešsaistes versijā Daba .
Pētījums papildina iepriekšējos atklājumus, kas liecina, ka telomerāzes enzīma aktivitātes uzlabošana var dot labumu pacientiem ar priekšlaicīgas novecošanas traucējumiem. Pētījums arī nodrošina jaunu rīku telomerāzes izpētei, enzīmam, kas ļoti interesē zinātniekus, kas strādā gan ar novecošanu, gan vēzi. Tiek uzskatīts, ka telomēru saīsināšana dzīves laikā ir saistīta ar novecošanos. Un patoloģiska telomerāzes aktivācija vēža šūnās ļauj tām nekontrolējami vairoties. Lai gan zinātnieki jau zināja, ka pārprogrammēšana var pagarināt telomērus veselu cilvēku šūnās, nebija skaidrs, vai tas pats varētu notikt šūnās ar bojātu telomerāzi.
Telomerāze visaktīvākā ir cilmes šūnās, ļaujot šīm šūnām saglabāt savu telomēra garumu un dalīties bezgalīgi. Diferencētu šūnu, piemēram, ādas šūnu, telomēri saīsinās ar katru šūnu dalīšanos, ierobežojot to dzīves ilgumu. (Par fermenta atklāšanu 1980. gados pagājušajā gadā tika piešķirta Nobela prēmija fizioloģijā vai medicīnā.)
Cilvēkiem ar priekšlaicīgas novecošanas slimību, ko sauc par iedzimto diskeratozi, bieži ir ģenētiski defekti vienā no trim telomerāzes komponentiem, kas izraisa virkni anomāliju, tostarp ādā, asinīs un kuņģa-zarnu traktā. Nāvējošākais defekts ir nespēja papildināt dažāda veida asins šūnas, izraisot priekšlaicīgu nāvi no infekcijas vai asiņošanas. Mēs zinām, ka šo pacientu šūnas kultūrā aug ļoti slikti, salīdzinot ar normālām šūnām, saka Inderjeet Dokal , ārsts Barts un Londonas Medicīnas un zobārstniecības skolā Londonā, kurš identificēja pirmos slimības pamatā esošos gēnus, bet nebija iesaistīts jaunajā pētījumā. Šī slimība, kas ir diezgan reta, ir kļuvusi par plašāku interesi, pateicoties arvien lielākai uzmanībai telomēru zinātnei un to nozīmei novecošanā.
Jaunajā pētījumā Suneeta Agarvala , ārsts un pētnieks Bērnu slimnīcā, un līdzstrādnieki paņēma ādas šūnas no trim pacientiem ar šo slimību un ģenētiski modificēja šūnas, lai izteiktu gēnu kopu, kas izraisa pārprogrammēšanu, atjaunojot šūnas embrionālā stāvoklī. Viņi bija pārsteigti, atklājot, ka pārprogrammētās šūnas auga un dalījās, to telomēri pagarinājās ar sekojošu dalīšanos.
Viņi parāda, ka viņi var padarīt šūnas jaunas, saka Lorencs Stūders , ārsts un zinātnieks Memorial Sloan-Kettering Cancer Center Ņujorkā, kurš nebija iesaistīts pētījumā. Viņš saka, ka pārprogrammēšanas laikā šķiet, ka telomerāzes enzīma defekts tiek apspiests vai ignorēts, kas, iespējams, izskaidro, kāpēc pacientiem klājas pietiekami labi agrīnā dzīves posmā. Pacientiem joprojām ir tāda pati mutācija [ādas šūnā] vai iPS šūnā, bet mutācija izpaužas tikai diferencētajā šūnā.
Pētnieki atklāja, ka pārprogrammēšana, šķiet, aktivizē noteiktu telomerāzes enzīma komponentu, atklājumu, ko viņi cer izmantot, lai izstrādātu jaunas ārstēšanas metodes šai un citām ar telomerāzi saistītām slimībām. Agarvals cer meklēt zāles, kas pastiprina fermentu.
Šī slimība ir ideāls gadījums telomēru atjaunotu pieaugušo cilmes šūnu vai iPS šūnu terapijas klīniskai izmantošanai, jo primārais telomerāzes deficīta defekts nav jālabo, ja telomerāzes funkciju var īslaicīgi pietiekami stimulēt, lai pagarinātu telomērus, rakstīja. Ketlīna Kolinsa , Kalifornijas Universitātes Bērklijā biologs, e-pastā. Šis darbs parāda, ka iPS stāvoklis tieši to dara.
Rezultāti ir agrīns piemērs inducētu pluripotentu šūnu pārprogrammēšanas potenciālam — tehnoloģijai, kas pirmo reizi tika izstrādāta 2007. gadā kā līdzeklis cilvēku slimību izpētei. Paņēmiens, kurā gēnu inženierija vai ķīmiskās vielas tiek izmantotas, lai aktivizētu gēnus, kas parasti tiek ekspresēti embrionālajās šūnās, ļauj zinātniekiem izveidot cilmes šūnas no pacientiem ar dažādām slimībām. Cerams, ka šo šūnu diferencēšana slimības skartajā šūnu tipā ļaus pētniekiem izpētīt molekulāros mehānismus, kas to izraisa.
Studers norāda, ka jaunais pētījums varētu atklāt, kā šūnas vecums vai telomēra statuss var ietekmēt to, kā tā izpaužas konkrētai slimībai. Piemēram, vēl nav skaidrs, vai šūnām, kas iegūtas no pacientiem ar ar vecumu saistītu slimību, piemēram, Parkinsona vai Alcheimera slimību, drīz pēc pārprogrammēšanas parādīsies slimības pazīmes, vai arī šūnām ir jānoveco, cikliski pārvietojoties pa vairākiem šūnu dalījumiem. lai precīzāk atspoguļotu ar vecumu saistītas kaites.