Πριν από δεκαπέντε χρόνια, οι επιστήμονες έκαναν μια συγκλονιστική ανακάλυψη όταν απέδειξαν ότι μπορούσαν να αντιστρέψουν τη διαδικασία της γήρανσης στα κύτταρα.
Ενεργοποιώντας ένα σύνολο τεσσάρων παραγόντων στο DNA, μηδένισαν το ρολόι του κυττάρου, επαναφέροντας τα ενήλικα κύτταρα στην εμβρυϊκή τους κατάσταση.
Οι παράγοντες αυτοί ονομάστηκαν παράγοντες Yamanaka από το όνομα του ανακάλυψής τους, του Shinya Yamanaka, και λίγα χρόνια αργότερα του χάρισαν το βραβείο Νόμπελ.
Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες είδαν μια αχτίδα ελπίδας ότι η γήρανση θα μπορούσε να αντιστραφεί.
“Είναι αρκετά εκπληκτικό αν το σκεφτείτε”, λέει στο Popular Mechanics ο Wolf Reik, μοριακός βιολόγος στο Ινστιτούτο Babraham στο Ηνωμένο Βασίλειο. “Μπορείτε δυνητικά να επαναφέρετε την ηλικία των ανθρώπινων κυττάρων στο μηδέν”.
Οι επιστήμονες ήλπιζαν ότι αυτά τα κύτταρα, απαλλαγμένα από τα σημάδια της γήρανσης, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την επισκευή και την αναζωογόνηση κατεστραμμένων οργάνων.
Νεότερα, υγιέστερα νευρικά κύτταρα, για παράδειγμα, θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τα εγκεφαλικά κύτταρα που σκοτώθηκαν από ένα εγκεφαλικό επεισόδιο ή κύτταρα δέρματος που ενισχύουν το κολλαγόνο θα μπορούσαν να εγχυθούν απευθείας σε επίμονες πληγές.
Το μόνο πρόβλημα είναι ότι οι παράγοντες Yamanaka επαναφέρουν τα κύτταρα σε υπερβολικό βαθμό. Ένα κύτταρο που έχει ηλικία μηδέν ημερών δεν μπορεί να στείλει ηλεκτρικό νευρικό σήμα ή να παράγει κολλαγόνο, ούτε να επιτελέσει οποιαδήποτε άλλη λειτουργία. Όπως ένα βλαστοκύτταρο, δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια σταγόνα δυναμικού.
Για να το ξεπεράσουν αυτό, οι επιστήμονες επεξεργάζονται το χρονοδιάγραμμα και αναζητούν τρόπους για να σταματήσουν τη διαδικασία της αντίστροφης γήρανσης ακριβώς τη στιγμή πριν το κύτταρο επανέλθει στην εμβρυϊκή του μορφή.
Προηγούμενες προσπάθειες σε ποντίκια έδειξαν κάποια υπόσχεση, αλλά τα κέρδη ήταν μέτρια, αντιστρέφοντας το ρολόι μόνο κατά τρία χρόνια περίπου.
Τώρα, όμως, μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Reik έδειξε ότι μπορεί να γυρίσει το ρολόι πίσω έως και 30 χρόνια.
Είναι το πιο μακρινό παρελθόν που έχει πάει κανείς πίσω χωρίς να πάει πολύ μακριά. Τον Απρίλιο, δημοσίευσαν τα αποτελέσματα στο eLife.
“Αυτό που είναι νέο και ενδιαφέρον σε αυτή τη μελέτη είναι ότι ωθούν τα κύτταρα στον επαναπρογραμματισμό με ελεγχόμενο χρόνο”, λέει ο Manuel Serrano -μοριακός βιολόγος στο Ινστιτούτο Έρευνας Βιοϊατρικής της Βαρκελώνης, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη- στο Popular Mechanics.
Ο Serrano λέει ότι μέχρι τώρα, οι επιστήμονες δεν ήταν πραγματικά σε θέση να ελέγξουν τους παράγοντες Yamanaka με μεγάλη βεβαιότητα.
Αρχικά, οι ερευνητές συνέλεξαν δερματικά κύτταρα από ενήλικες μέσης ηλικίας μεταξύ 38 και 53 ετών. Συγκεκριμένα συνέλεξαν κύτταρα ινοβλαστών του δέρματος, τα οποία είναι απαραίτητα για την επούλωση των πληγών και των οποίων η αποτελεσματικότητα μειώνεται με την ηλικία.
Χρησιμοποιώντας ιικούς φορείς, έκαναν ένεση των παραγόντων Yamanaka (ένα σύνολο τεσσάρων γονιδίων) στα κύτταρα και τα ενεργοποίησαν.
Προηγούμενες έρευνες έδειξαν ότι χρειάζονται συνολικά 50 ημέρες για να μηδενίσουν οι παράγοντες Yamanaka το ρολόι και ότι μεταξύ της 10ης και της 17ης ημέρας τα κύτταρα ήταν περίπου 20 έως 40 ετών αντίστοιχα.
Οι ερευνητές αποφάσισαν να σταματήσουν τη δράση των παραγόντων Yamanaka κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, εξετάζοντας τα αποτελέσματα στα κύτταρα μεταξύ της 10ης και της 17ης ημέρας.
Σε κάθε παύση, οι ερευνητές αξιολόγησαν τη βιολογική ηλικία των κυττάρων χρησιμοποιώντας μοριακά “ρολόγια γήρανσης”.
Μετρήθηκαν οι αλλαγές στο DNA που προκαλούν καρκίνο, οι λεγόμενες επιγενετικές αλλαγές. Μέτρησαν επίσης την παραγωγή κολλαγόνου, επειδή αυτή η πρωτεΐνη προσδίδει στο νεαρό δέρμα τη χαρακτηριστική σφριγηλή και παχιά υφή του, αλλά μειώνεται με την ηλικία. Μέτρησαν ακόμη και την κινητικότητα των κυττάρων.
Όταν το δέρμα υφίσταται βλάβη, οι ινοβλάστες μεταναστεύουν φυσικά στην πληγή για να ξεκινήσουν την παραγωγή κολλαγόνου και να ξεκινήσουν τη διαδικασία επιδιόρθωσης.
Καθώς γερνούν, οι ινοβλάστες γίνονται αισθητά πιο αργοί, γεγονός που εξηγεί γιατί το δέρμα μεγαλύτερης ηλικίας χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να επουλωθεί.
Οι επιστήμονες βρήκαν τη χρυσή τομή μετά από μόλις 13 ημέρες. Τα κύτταρα ήταν νεανικά, αλλά εξακολουθούσαν να διατηρούν την ικανότητά τους να παράγουν κολλαγόνο και να μετακινούνται γρήγορα στις κατεστραμμένες περιοχές.
“Η κατανόηση ότι μπορούσαμε να αναζωογονήσουμε τα κύτταρα ήταν καταπληκτική”, λέει η Inês Milagre -ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Επιστημών Gulbenkian στην Πορτογαλία και συγγραφέας της νέας μελέτης- στο Popular Mechanics. “Αλλά το πιο συναρπαστικό ήταν να δούμε ότι τα κύτταρα ήταν λειτουργικά νεότερα”, λέει.
Σύμφωνα με τον Milagre, η εργασία αυτή αποτελεί σημαντικό ορόσημο και απόδειξη ότι οι παράγοντες Yamanaka μπορούν να ρυθμιστούν λεπτομερώς.
Ωστόσο, λέει ότι δεν θα πρέπει να περιμένουμε ότι η τεχνική θα είναι διαθέσιμη στην κλινική σύντομα. Η ενεργοποίηση των παραγόντων Yamanaka μπορεί να προκαλέσει καρκίνο και δεν είναι ακόμη σαφές αν η διαδικασία αυτή θα λειτουργήσει και σε άλλους τύπους κυττάρων. “Υπάρχουν ακόμη τόσοι πολλοί άγνωστοι”, λέει η ίδια.
Ο Reik απηχεί αυτές τις ανησυχίες και έχει σχέδια για την ανάπτυξη ασφαλέστερων στρατηγικών. Πιστεύει ότι με τον καλύτερο εντοπισμό του τρόπου λειτουργίας των παραγόντων Yamanaka, θα μπορέσει να βρει μεταγενέστερα μόρια που ενεργοποιούνται από τους γενετικούς παράγοντες.
Εντοπίζοντας αυτούς τους παράγοντες, οι οποίοι μπορεί να είναι RNA ή πρωτεΐνες, θα μπορούσε να αναπτύξει θεραπευτικά φάρμακα που δεν απαιτούν να πειράξουν τα γονίδια στο κύτταρο, μειώνοντας έτσι τον κίνδυνο καρκίνου και άλλων παρενεργειών.
“Θα μπορούσαμε να τους ονομάσουμε “παράγοντες αναζωογόνησης” και θα παρείχαν έναν ασφαλέστερο τρόπο αναζωογόνησης των κυττάρων”, λέει ο Reik.
