Wissenschaftler drehen die Uhr an menschlichen Hautzellen zurück, damit sie 30 Jahre jünger funktionieren

Es ist nicht die legendäre Quelle der Jugend, aber es könnte der Anfang sein: Wissenschaftlern ist es gelungen, menschliche Hautzellen so zu konstruieren, dass sie die 30-jährige Alterung umkehren und sie durch einige molekulare Messungen wieder in einen jugendlicheren Zustand versetzen.

Obwohl diese Forschung noch sehr früh ist – wir sollten uns also nicht zu schnell hinreißen lassen – könnte diese Technologie eine Schlüsselrolle bei den Bemühungen spielen, regenerative Medizin herzustellen, die in der Lage ist, einige der schädlichen Folgen unseres Alterns ungeschehen zu machen.

Was die Forschung besonders bemerkenswert macht, ist, dass Hautzellen biologisch umprogrammiert wurden, um jünger zu werden, während sie dennoch einige der Funktionen behalten, die Hautzellen sie ursprünglich gemacht haben.

Die Kollagenproduktion (in Rot) wird in den Zellen nach der Umprogrammierung wiederhergestellt. (Fatima Santos, Das Abraham-Institut)

Welches Verfahren dabei zum Einsatz kommt, hängt vom Nobelpreisträger ab Shinya Yamanakas Arbeit im Jahr 2007da Yamanaka normale Zellen mit einer bestimmten Funktion in verwandeln konnte Stammzellen Es kann sich zu jedem Typ entwickeln. Damit verliert die Zelle jedoch ihre spezifische Identität.

„Unser Verständnis des Alterns auf molekularer Ebene hat sich in den letzten zehn Jahren weiterentwickelt, was zur Entstehung von Techniken geführt hat, die es Forschern ermöglichen, altersbedingte biologische Veränderungen in menschlichen Zellen zu messen.“ Der Biologe Diljit Gilles sagt: vom Abraham Institute in Großbritannien und Hauptautor der Studie.

„Wir konnten dies auf unsere Erfahrung anwenden, um festzustellen, inwieweit die Umprogrammierung unserer neuen Methode erreicht wurde.“

Die neue Methode, die als „Maturity-Transient Reprogramming“-Phase bezeichnet wird, arbeitet schneller (13 Tage im Vergleich zu 50 Tagen in den Experimenten von Yamanakas Team) und stoppt, bevor sie den Stammzellenzustand erreicht, sodass die Zelle ihre ursprüngliche Identität und Funktion behalten kann.

Eine Vielzahl von Maßnahmen, darunter die epigenetische Uhr (chemische Marker, die das Alter anzeigen) und das Transkriptom (Lesen von Genen, die von Zellen produziert werden), wurden verwendet, um zu bestätigen, dass sich Hautzellen im biologischen Alter von drei Jahrzehnten tatsächlich zurückgebildet haben.

Kollagen Die Produktion ist eine wesentliche Funktion der Hautzellen – nützlich für den Aufbau von Gewebe und die Heilung von Wunden – und es wurde festgestellt, dass die jungen Zellen die Substanz immer noch abpumpten. Tatsächlich produzierten sie mehr Kollagen als Hautzellen, die den Reprogrammierungsprozess nicht durchlaufen hatten, und sie zeigten Anzeichen dafür, dass sie Wunden schneller heilen konnten.

„Wir haben gezeigt, dass Zellen sich regenerieren können, ohne ihre Funktion zu verlieren, und dass die Regeneration darauf abzielt, alten Zellen eine gewisse Funktion zurückzugeben.“ Sagt Jill.

„Die Tatsache, dass wir auch eine Umkehrung von Alterungsmarkern in krankheitsbezogenen Genen gesehen haben, ist besonders vielversprechend für die Zukunft dieser Arbeit.“

Bis jetzt verstehen Wissenschaftler nicht vollständig, wie der Mechanismus hinter der transienten Reprogrammierung der Reifung funktioniert, aber sie glauben, dass bestimmte Schlüsselteile des Genoms, die zur Kontrolle der Zellidentität beitragen, in der Lage sein könnten, der Reprogrammierung zu entgehen.

Es gibt eine Fülle von altersbedingten Gesundheitsproblemen, die mit zunehmendem Alter angegangen werden müssen – von Herzerkrankungen bis hin zu Alzheimer-Krankheit In Zukunft könnte die hier identifizierte Forschung hilfreich sein, um Wege zu finden, um die Entwicklung dieser Probleme anzugehen.

Einer der nächsten Schritte wäre, zu versuchen, die hier verwendeten Techniken auf andere Arten von Zellen im Körper anzuwenden und sicherzustellen, dass die Prozesse absolut sicher sind, bevor sie aus dem Labor gebracht werden Klinische Versuche.

„Letztendlich können wir möglicherweise Gene identifizieren, die sich ohne Umprogrammierung regenerieren, und gezielt auf diese Gene abzielen, um die Auswirkungen des Alterns zu verringern“, Molekularbiologe Wolf Rick sagt: Vom Abraham-Institut.

„Dieser Ansatz kündigt wertvolle Entdeckungen an, die einen erstaunlichen therapeutischen Horizont eröffnen könnten.“

Die Suche wurde veröffentlicht in eLife.