Επιστήμονες αντέστρεψαν τη γήρανση σε πιθήκους με «υπερ» βλαστοκύτταρα;

Σύμφωνα με μια νέα μελέτη στο περιοδικό Cell , επιστήμονες στο Πεκίνο ότι έκαναν ένα βήμα προς το αδύνατο—αντέστρεψαν τη γήρανση σε ηλικιωμένα ζώα ώστε να τα κάνουν ξανά βιολογικά νέα.

Ενισχύοντας τα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα με ένα γονίδιο που συνδέεται από καιρό με τη μακροζωία, αναζωογόνησαν ηλικιωμένους πιθήκους — βελτιώνοντας τη μνήμη, προστατεύοντας τα οστά, καταπραΰνοντας τη φλεγμονή και αποκαθιστώντας τη νεανική δραστηριότητα σε δεκάδες όργανα.

Στο επίκεντρο της μελέτης βρίσκονται  τα μεσεγχυματικά προγονικά κύτταρα (MPCs)  – ένας τύπος βλαστοειδών κυττάρων που βρίσκονται στον μυελό των οστών και στους συνδετικούς ιστούς. Αυτά τα κύτταρα λειτουργούν ως το συνεργείο συντήρησης του σώματος, ικανά να μετατρέπονται σε οστικά, χόνδρινα, λιπώδη και μυϊκά κύτταρα, ενώ παράλληλα εκκρίνουν παράγοντες που βοηθούν τους κοντινούς ιστούς να επιδιορθωθούν.

Όπως όμως όλα τα κύτταρα, τα MPC γερνούν μαζί μας και τελικά υποκύπτουν στη  γήρανση, μια κατάσταση μόνιμης συνταξιοδότησης.  Τα γερασμένα κύτταρα δεν διαιρούνται πλέον . Ακόμα χειρότερα, εκκρίνουν φλεγμονώδη μόρια, σήματα ουλώδους ιστού και άλλες «τοξικές φλυαρίες» που επιταχύνουν τη γήρανση στα γειτονικά κύτταρα. Στην πραγματικότητα, τα γερασμένα κύτταρα διασπείρουν τη φθορά.

Για να ξεπεράσουν αυτή την εξάντληση, οι ερευνητές στράφηκαν στο FoxO3 , μια πρωτεΐνη γνωστή ως  ρυθμιστής γονιδίων μακροζωίας .  Σε υγιή νεαρά κύτταρα, το FoxO3 λειτουργεί σαν χειριστής πίνακα ελέγχου,  ενεργοποιώντας τις οδούς επιδιόρθωσης του DNA, την αντιοξειδωτική άμυνα και τα προγράμματα αντοχής στο στρες.  Στα παλαιότερα κύτταρα, η δραστηριότητα του FoxO3 μειώνεται  , αφήνοντάς τα ευάλωτα σε βλάβες.

Η Ύδρα, ένας οργανισμός γλυκού νερού ικανός να αναγεννάται επ’ αόριστον, βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στο FoxO για να διατηρεί ενεργά τα βλαστοκύτταρά της. Οι άνθρωποι μοιράζονται την ίδια πρωτεΐνη και γενετικές μελέτες συνδέουν παραλλαγές του  FOXO3  με εξαιρετική μακροζωία στους ανθρώπους.

Η ομάδα της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών  τροποποίησε γενετικά τα MPC έτσι ώστε το FoxO3 να παραμένει μόνιμα ενεργό μέσα στον πυρήνα , εναλλάσσοντας συνεχώς προστατευτικά γονίδια. 

Οι ερευνητές δημιούργησαν  κύτταρα ανθεκτικά στη γήρανση  – «SRCs»  – τροποποιώντας γονίδια που ελέγχουν την επιδιόρθωση του DNA, την αντοχή στο στρες και τη μιτοχονδριακή λειτουργία. Αυτά τα ενισχυμένα κύτταρα στη συνέχεια μεταμοσχεύθηκαν σε  ηλικιωμένους μακάκους  των οποίων η ηλικία αντιστοιχεί περίπου σε έναν άνθρωπο ηλικίας 60 ή 70 ετών.

Διαπίστωσαν ότι  η θεραπεία με SRC μετριάζει τη συρρίκνωση του εγκεφάλου που σχετίζεται με την ηλικία και  αναζωογονεί  πολλά όργανα και ιστούς.

Με απλά λόγια:  Τα MPC παρείχαν το υλικό – το φυσικό συνεργείο επισκευής του σώματος – ενώ το FoxO3 ήταν η αναβάθμιση λογισμικού που τα έκανε ανθεκτικά στη γήρανση.

Τι συνέβη μέσα στους πιθήκους

Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά:

• Υγεία των οστών:  Κανονικά, τα μεγαλύτερης ηλικίας πρωτεύοντα θηλαστικά εμφανίζουν προοδευτική οστική απώλεια, κάτι που μοιάζει με την οστεοπόρωση στους ανθρώπους.  Οι πίθηκοι που έλαβαν SRC διατήρησαν ή και βελτίωσαν την οστική πυκνότητα , γεγονός που υποδηλώνει ότι η θεραπεία ανέστρεψε την οστική παρακμή.
• Γνωστική απόδοση:  Όταν εξετάστηκαν σε εργασίες μνήμης και μάθησης,  οι πίθηκοι που έλαβαν θεραπεία είχαν σημαντικά καλύτερες επιδόσεις , ανακαλώντας αντικείμενα και πλοηγούμενοι σε λαβύρινθους πιο αποτελεσματικά από τους συνομηλίκους τους που δεν έλαβαν θεραπεία.
• Φλεγμονή:  Οι εξετάσεις αίματος αποκάλυψαν  απότομη πτώση των δεικτών φλεγμονής . Δεδομένου ότι η χρόνια φλεγμονή – προκαλεί πολλές ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία, αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι τα SRC θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αμβλύνοντας την αιτία πολλαπλών διαταραχών.
• Ζωτικότητα οργάνων:  Οι μεταθεραπευτικές σαρώσεις και οι βιοψίες αποκάλυψαν αναζωογόνηση στον εγκέφαλο, τα οστά, ακόμη και τα αναπαραγωγικά όργανα.  Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό το εκτεταμένο φαινόμενο προκλήθηκε από  εξωσώματα  – μικροσκοπικά κυστίδια που απελευθερώνονται από τα SRCs που μεταφέρουν αναζωογονητικές πρωτεΐνες και γενετικό υλικό σε άλλα κύτταρα, λειτουργώντας ουσιαστικά ως αγγελιοφόροι της νεότητας.

Όπως το έθεσε ένας από τους επικεφαλής επιστήμονες, ο Σι Γουάνγκ:  «Βλέπουμε ενδείξεις αναζωογόνησης».

Οι περισσότερες στρατηγικές αντιγήρανσης που έχουν δοκιμαστεί μέχρι στιγμής – από τη ραπαμυκίνη μέχρι τα μιμητικά της νηστείας – έχουν λειτουργήσει κυρίως σε τρωκτικά. Η μεταφορά αυτών των οφελών στα πρωτεύοντα θηλαστικά, με τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και την πολύπλοκη φυσιολογία τους, ήταν ένας άπιαστος στόχος.

Αυτή η μελέτη είναι διαφορετική . Δείχνοντας τη λειτουργική αναζωογόνηση σε μακάκους, γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ της βιολογίας των ποντικών και του ανθρώπινου δυναμικού. Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η γήρανση δεν είναι απλώς αποτέλεσμα παθητικής φθοράς, αλλά είναι, τουλάχιστον εν μέρει,  προγραμματιζόμενη και αναστρέψιμη .

Εάν παρόμοιες προσεγγίσεις λειτουργήσουν σε ανθρώπους, τα SRC θα μπορούσαν μια μέρα να αντιμετωπίσουν όχι μόνο την οστεοπόρωση ή την έκπτωση της μνήμης, αλλά και το ευρύτερο σύνδρομο της ίδιας της γήρανσης.