علاج التجديد الخلوي يعكس بأمان علامات الشيخوخة في الفئران

علاج التجديد الخلوي يعكس بأمان علامات الشيخوخة في الفئران

عالج باحثو سالك الفئران بنظام مضاد للشيخوخة يبدأ في منتصف العمر ولم يجدوا أي زيادة في السرطان أو مشاكل صحية أخرى في وقت لاحق.

لا جولا - قد يكون العمر مجرد رقم ، لكنه غالبًا ما يحمل آثارًا جانبية غير مرغوب فيها ، من هشاشة العظام وضعف العضلات إلى زيادة مخاطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان. الآن ، أظهر العلماء في معهد Salk ، بالتعاون مع Genentech ، عضو مجموعة Roche ، أنهم يستطيعون عكس عملية الشيخوخة بأمان وفعالية في الفئران متوسطة العمر وكبار السن عن طريق إعادة ضبط خلاياها جزئيًا إلى حالات أكثر شبابًا. تم نشر الدراسة في شيخوخة الطبيعة في مارس 7 ، 2022.

"نحن مسرورون لأننا نستطيع استخدام هذا النهج على مدى الحياة لإبطاء الشيخوخة في الحيوانات العادية. هذه التقنية آمنة وفعالة في الفئران ، "كما يقول المؤلف المشارك خوان كارلوس إيزبيسوا بيلمونتي, أستاذ في مختبر Salk للتعبير الجيني وحامل كرسي Roger Guillemin. "بالإضافة إلى معالجة الأمراض المرتبطة بالعمر ، قد يزود هذا النهج مجتمع الطب الحيوي بأداة جديدة لاستعادة صحة الأنسجة والكائنات الحية من خلال تحسين وظائف الخلايا والمرونة في حالات المرض المختلفة ، مثل الأمراض التنكسية العصبية."

مع تقدم الكائنات الحية في السن ، لا يتغير مظهرها الخارجي وصحتها فحسب ؛ كل خلية في أجسامهم تحمل ساعة جزيئية تسجل مرور الوقت. تحتوي الخلايا المعزولة من كبار السن أو الحيوانات على أنماط مختلفة من المواد الكيميائية على طول حمضها النووي - تسمى الواسمات اللاجينية - مقارنةً بالأشخاص الأصغر سنًا أو الحيوانات. يعلم العلماء أن إضافة مزيج من أربعة جزيئات إعادة البرمجة - Oct4 و Sox2 و Klf4 و cMyc ، والمعروف أيضًا باسم "عوامل Yamanaka" - يمكن أن تعيد ضبط هذه العلامات اللاجينية إلى أنماطها الأصلية. هذا النهج هو كيف يمكن للباحثين إعادة الخلايا البالغة ، من الناحية التطورية ، إلى الخلايا الجذعية.

في عام 2016 ، أفاد مختبر Izpisua Belmonte لأول مرة أنه يمكنهم استخدام عوامل Yamanaka مواجهة علامات الشيخوخة وزيادة العمر الافتراضي في الفئران المصابة بمرض الشيخوخة المبكرة. في الآونة الأخيرة ، وجد الفريق أنه ، حتى في الفئران الصغيرة ، يمكن لعوامل ياماناكا تسريع تجديد العضلات. بعد هذه الملاحظات الأولية ، استخدم علماء آخرون نفس النهج لتحسين وظيفة الأنسجة الأخرى مثل القلب والدماغ والعصب البصري ، الذي يشارك في الرؤية.

في الدراسة الجديدة ، اختبر Izpisua Belmonte وزملاؤه الاختلافات في نهج تجديد الخلايا في الحيوانات السليمة مع تقدمهم في العمر. تلقت مجموعة واحدة من الفئران جرعات منتظمة من عوامل ياماناكا من الوقت الذي كانت فيه تبلغ من العمر 15 شهرًا حتى 22 شهرًا ، أي ما يعادل تقريبًا سن 50 إلى 70 عامًا في البشر. مجموعة أخرى عولجت من 12 إلى 22 شهرًا ، ما يقرب من 35 إلى 70 عامًا في البشر. وعولجت المجموعة الثالثة لمدة شهر واحد فقط في عمر 25 شهرًا ، على غرار عمر 80 عند البشر.

يقول براديب ريدي ، العالم في فريق Salk والمؤلف المشارك الأول للورقة البحثية الجديدة: "ما أردنا حقًا إثباته هو أن استخدام هذا النهج لفترة زمنية أطول يعد آمنًا". "في الواقع ، لم نشهد أي آثار سلبية على صحة أو سلوك أو وزن جسم هذه الحيوانات."

بالمقارنة مع الحيوانات الضابطة ، لم تكن هناك تغييرات في خلايا الدم أو تغيرات عصبية في الفئران التي تلقت عوامل ياماناكا. علاوة على ذلك ، لم يجد الفريق أي سرطانات في أي من مجموعات الحيوانات.

عندما نظر الباحثون في العلامات الطبيعية للشيخوخة في الحيوانات التي خضعت للعلاج ، وجدوا أن الفئران ، من نواح كثيرة ، تشبه الحيوانات الأصغر سنًا. في كل من الكلى والجلد ، كانت الوراثة اللاجينية للحيوانات المعالجة أكثر شبهاً بالأنماط اللاجينية التي شوهدت في الحيوانات الأصغر سنًا. عند الإصابة ، تتمتع خلايا جلد الحيوانات المعالجة بقدرة أكبر على التكاثر وأقل احتمالًا لتشكيل ندوب دائمة - وعادة ما تظهر الحيوانات الأكبر سنًا تكاثر أقل لخلايا الجلد وتندب أكثر. علاوة على ذلك ، فإن جزيئات التمثيل الغذائي في دم الحيوانات المعالجة لم تظهر تغيرات طبيعية مرتبطة بالعمر.

لوحظ هذا النضج في الحيوانات التي عولجت لمدة سبعة أو 10 أشهر بعوامل ياماناكا ، ولكن لم يتم علاج الحيوانات لمدة شهر واحد فقط. علاوة على ذلك ، عندما تم تحليل الحيوانات المعالجة في منتصف العلاج ، لم تكن التأثيرات واضحة بعد. يشير هذا إلى أن العلاج لا يوقف الشيخوخة مؤقتًا فحسب ، بل يعيدها إلى الوراء بنشاط - على الرغم من أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث للتمييز بين الاثنين.

يخطط الفريق الآن لأبحاث مستقبلية لتحليل كيفية تغير جزيئات وجينات معينة عن طريق العلاج طويل الأمد بعوامل Yamanaka. كما أنهم يطورون طرقًا جديدة لإيصال العوامل.

يقول ريدي: "في نهاية اليوم ، نريد إعادة المرونة والعمل مرة أخرى إلى الخلايا القديمة بحيث تكون أكثر مقاومة للإجهاد والإصابة والمرض". "تُظهر هذه الدراسة أنه ، على الأقل في الفئران ، هناك طريق للمضي قدمًا لتحقيق ذلك."

يشغل بيلمونتي حاليًا منصب مدير معهد في Altos Labs، Inc. ، بالإضافة إلى كونه أستاذًا في معهد Salk Institute.

ومن المؤلفين الآخرين ماكو ياماموتو وإيزابيل غيلين وسانجيب ساهو وتشاو وانغ ويوسو لوك وخافيير برييتو ولي شي وكنساكو شوجيما وتومواكي هيشيدا وكونسيبسيون رودريغيز إستيبان من سالك ؛ كريستين براودر ، زيجوان لاي ، تشينغلينغ لي ، فيروزا تشودري ، وينغ وونغ ، يوكسين ليانغ ، ديواكار سانغاراجو ، ويندي ساندوفال ، ميشال بافلاك ، جايسون فاندر هايدن وهاينريش جاسبر من شركة جينينتيك ، إنك. أمين حقاني وستيف هورفاث من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ؛ إستريلا نونيز ديليكادو من جامعة كاتوليكا سان أنطونيو دي مورسيا ؛ وبيدرو جيلين جارسيا من Clínica CEMTRO.

تم دعم الدراسة من قبل Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM) ، ومؤسسة Dr. Pedro Guillén.

دوى: 10.1038/s43587-022-00183-2