Der er omkring 200 forskellige typer celler i kroppen, men de kan alle spores tilbage til stamceller. Før de differentierede sig i hjerte, lever, blod, immunceller og mere, blev de kaldt pluripotente, hvilket betyder, at de kunne blive hvad som helst.
Tilbage i 2006 opdagede Shinya Yamanaka fire gener, der, når de blev tvunget til at udtrykke sig, bankede celler tilbage til deres præ-differentierede tilstand. For mange, inklusive Nobelprisudvalget - som tildelte Yamanaka Nobel 2012 i medicin - var dette en indikation af, at vi virkelig kunne være i stand til en dag at vende den naturlige aldringsproces. Men der var betydelige problemer. Ved at tænde disse gener fik forskere celler til at miste deres identitet. Da cellerne derefter kan vokse til noget, gør de det, og det resulterer ofte i kræft, men kan også få cellerne til at undlade at udføre deres job - problematisk, når du har et hjerte- eller levercelle.
Forskere ved Salk Institute i La Jolla, Californien, kan have en løsning. De viste i en nylig artikel i celle, at de var i stand til at inducere celler, inklusive humane celler in vitro og museceller in vivo, til at opføre sig som yngre celler, hvilket øgede musenes levetid og de menneskelige cellers modstandsdygtighed. Forskningen repræsenterer et vigtigt skridt i den måde, vi forstår aldring på celleniveau og kunne med tiden pege på terapier baseret på, hvordan og hvorvidt et sæt gener, der kontrollerer aldringsprocessen, kommer til udtryk.
”I hovedsagen er konceptet her plasticiteten af aldringsprocessen, ” siger Juan Carlos Izpisua Belmonte, professor ved Salk og forfatter af undersøgelsen. ”Forestil dig at skrive et manuskript. I slutningen af dit liv, hvis du videregiver manuskriptet til mange mennesker, vil der være mange mærker, en masse tilføjelse. Hvad vi laver her ... er at fjerne nogle af disse mærker. ”
Belmonte og hans laboratorium kom med en smart løsning på nogle af problemerne forårsaget af Yamanaka-faktorer. De vidste, at når disse gener blev tændt, fortsatte omprogrammeringen af cellerne på en trinvis måde - visse virkninger skete på forskellige tidspunkter. De begrundede, at hvis du kunne tænde og slukke for Yamanaka-faktorer, kunne du standse processen, før cellerne regresserede helt tilbage til pluripotens.
For at få dette til at fungere introducerede de nogle genetiske ændringer til labmus. I disse mus kan disse fire gener let tændes eller slukkes af en forbindelse i musens vand. Derefter kørte de eksperimentet i cykler, med faktorerne tændt i to dage og derefter slukket i fem.
De prøvede det med to typer mus: nogle med progeria, en hurtig aldrende genetisk tilstand, der reducerer deres levetid til 16 uger eller deromkring; og nogle ældes naturligt til et år. Under behandlingen havde musene med progeria en tendens til at leve i 22 eller 23 uger (ca. 30 procent længere end normalt), og de naturlige alderen mus viste større modstand mod muskelskade, metabolisk sygdom og andre kendetegn ved ældning.
”Vi synes virkelig, at den epigenetiske regulering er en af de vigtigste drivkræfter for aldring, ” siger Alejandro Ocampo, en forskningsassistent i Belmonte's laboratorium og studiens hovedforfatter. "På grund af det faktum, at det er dynamisk, har du plads og muligheden for ikke kun at bremse det, men også vende det tilbage til en yngre tilstand."
Men han tilføjer, at det arbejde, de har gjort indtil videre, handler mere om at afbøde virkningerne af alder end at vende det. For at gøre det ville det kræve, at ældre mus føres tilbage til en tidligere tilstand, siger han. ”Det eksperiment er meget mere kompliceret end det, vi viste.”
Hvis det kunne gøres, kan resultatet være meget vigtigt.
”Aldring er den største risikofaktor for de fleste sygdomme, vi lider. Hvis du er i stand til at bremse eller vende aldringsprocessen, kan du have en stor indflydelse på disse sygdomme, ”siger Ocampo. ”Vores fokus er mere på at udvide sundhedsspændet, så vi ønsker at udvide antallet af år, som folk er sunde.”
Men da forskerne stoppede med at levere behandlingen, forsvandt virkningerne hurtigt, påpeger Tom Rando, en neurologeprofessor ved Stanford, som i 2012 foreslog, at epigenetisk omprogrammering kunne opnås ved at afkoble foryngelse fra de-differentieringen, der fører til kræft og andet problemer. Forskningen fra Salk-instituttet er vigtig, siger han, fordi den tackler netop denne idé.
”Først og fremmest er jeg imponeret over undersøgelsen, gør ingen fejl, ” siger Rando. ”Det tager virkelig det næste skridt, fra den slags fænomenologi, som vi observerede, og de mekanismer, vi foreslog, til en reel intervention, der sigter mod omprogrammering for at se, om du kunne gøre det.”
I stedet for bare at overføre det samme arbejde til mennesker, prøver Belmonte's laboratorium at forstå de mekanismer, hvormed foryngelsen fungerer. Du kan ikke oprette transgene mennesker bare for at administrere behandlingen, som de gjorde hos mus, så de ser på måder at bruge kemikalier til at gøre nogle af de samme ting som de Yamanaka-faktorer gør, når de er induceret, men anvender cyklisk administration, de udviklede i denne undersøgelse.
”Dette er bare begyndelsen, ” siger Ocampo. ”Vi er lige begyndt at se, at vi kan gøre det, men det kan naturligvis gøres på en meget bedre måde, når vi ved mere om processen.”
