Исследователи из лаборатории Рейка в Институте Бабрахама в Кембридже достигли отличных результатов. Используя четыре фактора репрограммирования Яманака (OSKM), они эпигенетически омолаживали клетки человека на 30 лет.
Предыдущие эксперименты потерпели неудачу в одном элементе. В то время как воздействие факторов Яманаки на клетки человека омолаживает их, оно индуцирует плюрипотентность для преобразования их в стволовые клетки, в результате чего они теряют свою клеточную идентичность (и, следовательно, функцию).
Это давняя проблема. Вы должны подвергать свои клетки воздействию этих факторов достаточно долго, чтобы омоложение, но позволяя им сохранить свою идентичность.
Факторы Яманака
Существует четыре фактора транскрипции: Oct4, Sox2, Klf4 и cMyc (OSKM). Их использование надежно создает iPS-клетки, но может вызвать нежелательные эффекты, некоторые из которых могут привести к тому, что клетки станут злокачественными.
Кембриджское исследование клеток человека
Исследователи эта учеба они использовали подход, который подвергал клетки воздействию достаточного количества факторов репрограммирования, чтобы подтолкнуть их к пределу, когда они считались соматическими, а не стволовыми клетками. Просто за гранью. Фибробласты, которые были перепрограммированы таким образом, сохранили достаточно своей эпигенетической клеточной памяти, чтобы снова стать фибробластами. Исследователи называют этот новый метод переходное перепрограммирование в фазе созревания (MPTR).
Отличные результаты и некоторые недостатки
Метод MPTR дал существенные положительные результаты. Согласно многотканевым часам Хорвата, биохимическому тесту, созданному в 2013 году и используемому для измерения возраста, после 13 дней перепрограммирования 60-летние клетки человека стали эпигенетически эквивалентны клеткам, которым было около 25 лет. Другой тест, созданный в 2018 году, эпигенетические часы кожи и крови, показал, что клетки, которым было около 40 лет, эпигенетически вернулись к клеткам 25-летнего человека. Этот метод также существенно омолодил транскриптом, набор белков, продуцируемых генами.
Конечно, есть некоторые оговорки. Самое главное, конечно, то, что этот эксперимент проводился на клетках человека-донора, а не на человеке-добровольце. Следовательно, системные факторы, которые, как известно, влияют на эпигеном, такие как обнаруженные в древней крови, не применялись.
PMTR на человеческих клетках: 10 дней - мало, 17 - слишком длинные
Воздействие факторов Yamanaka OSKM на эти клетки также контролировалось в лекарственных формах. 10 дней воздействия не омолаживали клетки эпигенетически, как 13 дней воздействия, но исследователи показали, что слишком большое воздействие (15 и 17 дней) приводило к клеточным стрессам, которые снова старили эпигеном. В этом исследовании участвовало всего несколько доноров, и результаты через 13 дней сильно различались от человека к человеку.
Влияние воздействия MPTR на теломеры
MPTR не влиял положительно на признак старения теломер от трения. Когда клеткам позволили полностью перепрограммироваться в стволовые, их теломеры начали удлиняться; но это частичное перепрограммирование привело к умеренное укорочение теломер даже при том, что он омолаживал эпигеномы клеток.
Кроме того, MPTR не работал на всех клетках человека и достиг этих результатов после процедур скрининга, которые разделили клетки на группы неудачных и успешных перепрограммирования. Однако даже группа «неудачников» добилась частичных успехов по многим ключевым параметрам старения и клеточного здоровья.
выводы
Хотя этот эксперимент продемонстрировал возможность эпигенетического перепрограммирования жизнеспособных клеток человека в лабораторных условиях, применение такого подхода в клинике потребовало бы значительного развития биотехнологических основ, чтобы обеспечить каждую из индивидуальных клеток пациента точное количество ОСКМ ему нужно для успешного омоложения и не более. Эта технология еще не на горизонте.
А что касается терапии на основе культур клеток человека?
Соображение о том, что такой подход может быть использован для разработки культур клеток человека для реинтродукции пожилому человеку, иное. В этом эксперименте использовались фибробласты, образующие коллаген, поэтому разумно представить себе мир, в котором такие перепрограммированные человеческие клетки разрабатываются в качестве терапии против морщин и других эффектов старения внеклеточного матрикса.
Этот подход когда-нибудь можно будет использовать для создания жизнеспособных, омоложенных популяций мышц (включая сердечную мышцу) и клеток мозга. Такие недавно перепрограммированные «квазисоматические» клетки человека могут в конечном итоге оказаться лучшим вариантом для многих клинических применений.
Какой бы подход ни был наиболее эффективным, мы с нетерпением ждем того дня, когда наши клетки можно будет эпигенетически перепрограммировать в молодости и повторно ввести в наш организм, чтобы предотвратить признаки старения.
