Стволовите клетки могат да се променят в много различни клетки, позволявайки им както да заменят тези, които вече са умрели, така и да създадат нови. Възможността за връщане на диференцирани клетки в предишното им плурипотентно състояние и създаване на индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSCs) беше постигната за първи път от проф. Shinya Yamanaka през 2006 г. Заради този пробив през 2012 г. той и сър Джон Б. Гърдън получиха Нобелова награда за физиология и медицина.

Оттогава разбирането как да се създадат индуцирани плурипотентни стволови клетки беше използвано, за да позволи разработването на ембрионални модели, които да позволят изучаването на най-ранните етапи на човешкото развитие и разработването на органоиди за изследване на различни условия.

Можем ли наистина да измерим точно възрастта?

Въпреки способността отделните клетки да се върнат в състояние на по-голяма плурипотентност, подмладяването им се оказва предизвикателство. Това отчасти е така, защото концепцията за биологичната възраст на организма и как тя влияе на клетъчно ниво, е сложна и зависи от много фактори.

Теломерите са сегмент от ДНК в края на хромозома, който се скъсява всеки път, когато клетката се дели. Това означава, че колкото по-стар е един организъм, толкова по-къси са теломерите в неговите клетки.

Метиловите групи са молекула, прикрепена към ДНК. Конфигурацията на тези молекули, известна като епигенетика, може да се промени с възрастта.

Същевременно вече има разработени епигенетични часовници, които претендират, че могат да осигурят „биологична“ възраст за хората, която е различна хронологична възраст.

Наскоро екип от изследователи от Съединените щати и Русия разработи „часовник за стареене“ въз основа на информацията, която са събрали за свързаните с възрастта промени в генната експресия. Те използват този часовник за стареене, базиран на транскрипция, за да демонстрират, че препрограмирането на клетките е настъпило след генно инженерство.

6 химически коктейла за обръщане на стареенето

Съвместното проучване на изследователите от САЩ и Русия, публикувано в началото на 2023 г. в  списание Aging отчита значителен успех в подмладяването на клетките. Учените отбелязват, че отличителна черта на еукариотното стареене на клетките е загубата на епигенетична информация - процес, който може да бъде обърнат. Според тях ектопичната индукция на факторите на Yamanaka OCT4, SOX2 и KLF4 (OSK) при бозайници може да възстанови младите модели на ДНК метилиране, транскрипционни профили и тъканна функция, без да изтрива клетъчната идентичност.

Те идентифицират шест химически коктейла, които възстановяват младежкия профил на транскрипция в целия геном и обръщат транскриптомната възраст. Промяната в годините на възраст се определя с помощта на специфичния хронологичен часовник.

Според учените шестте препрограмиращи коктейла намаляват измерената възраст на клетките с около три години в рамките на четиридневна терапия. За да се постигне намаляване на възрастта, без да се променя клетъчната идентичност, изследователите се фокусират върху малки молекули, които е вероятно да работят в ранните етапи на формирането на CiPSC, включително валпроева киселина (V), CHIR-99021 (C), E-616452 (6), транилципромин (Т) и форсколин (F).

Базалият коктейл, който предизвика най-мощното подмладяване е наречен VC6TF. Той се оказва най-ефективен  при възстановяване на целостта на нуклео-цитоплазмената компартментализация, ключов признак за обръщане на възрастта.

Учените определят резултатите от изследването като вълнуваща стъпка в изучаването на стареенето и отчитат нуждата от още изследвания. Според тях е рано да се правят заключения за това дали химическите коктейли могат да обръщат стареенето на клетките при хора.

Цялото изследване можете да видите тук

По публикацията работи Бойко Бонев