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. Хотя воздействие факторов Яманака на человеческие клетки омолаживает их, оно вызывает плюрипотентность для преобразования их в стволовые клетки, заставляя их терять 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 Хорватии, биохимическому тесту, появившемуся в 2013 году, для измерения возраста после 13 дней перепрограммирования 60-летние человеческие клетки стали эпигенетически эквивалентными клеткам, которым было около 25 лет. Другой тест, появившийся в 2018 году, - эпигенетические часы кожи и крови, показал, что клетки возрастом около 40 лет были эпигенетически сообщены клеткам 25-летнего человека. Этот метод также существенно омолодил транскриптом, набор белков, продуцируемых генами.
Конечно, есть некоторые оговорки. Самым важным, конечно же, является то, что этот эксперимент проводился на человеческих донорских клетках, а не на человеке-добровольце. Поэтому системные факторы, которые, как известно, влияют на эпигеном, например, обнаруженные в древней крови, не применялись.
PMTR на человеческих клетках: 10 дней - мало, 17 - слишком длинные
Воздействие на эти клетки факторов OSKM Яманака также контролировалось в лекарственных формах. 10 дней воздействия не приводили к эпигенетическому омоложению клеток, как и 13 дней воздействия, но исследователи показали, что слишком длительное воздействие (15 и 17 дней) привело к клеточному стрессу, который снова состарил эпигеном. В этом исследовании было всего несколько доноров, и результаты через 13 дней сильно различались от человека к человеку.
Влияние воздействия MPTR на теломеры
MPTR не влиял положительно на знак старения теломер при трении. Когда клеткам позволили полностью перепрограммироваться в стволовые клетки, их теломеры начали расширяться; но это частичное перепрограммирование привело к умеренное укорочение теломер даже при том, что он омолаживал эпигеномы клеток.
Более того, MPTR не работал со всеми клетками человека и достиг этих результатов после процедур скрининга, которые разделили клетки на неудачные и успешные группы перепрограммирования. Однако группа «неудачников» также достигла частичных успехов по многим ключевым параметрам старения и здоровья клеток.
выводы
Хотя этот эксперимент продемонстрировал, что возможно эпигенетически репрограммировать жизнеспособные клетки человека в лабораторных условиях, применение такого подхода в клинике потребует значительного развития биотехнологических основ, чтобы обеспечить каждую из индивидуальных клеток пациента. точное количество OSKM, необходимое для успешного омоложения и не более того. Эта технология еще не на горизонте.
А что касается терапии на основе культур клеток человека?
Другое мнение заключается в том, что такой подход может быть использован для развития культур клеток человека, которые будут повторно введены в организм пожилого человека. В этом эксперименте использовались фибробласты, которые образуют 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 однажды может быть использован для создания жизненно важных, обновленных популяций мышц (включая сердечную мышцу) и клеток мозга. Такие недавно перепрограммированные «квазисоматические» клетки человека могут в конечном итоге оказаться лучшим вариантом во многих клинических применениях.
Какой бы подход ни был наиболее эффективным, мы с нетерпением ждем того дня, когда наши клетки смогут быть эпигенетически перепрограммированы в молодости и повторно введены в наши тела, чтобы предотвратить признаки старения.
