Ερευνητές στο Ηνωμένο Βασίλειο ανέπτυξαν έναν τρόπο για να αντιστρέψουν τη διαδικασία γήρανσης στα κύτταρα του δέρματος, γυρίζοντας το βιολογικό ρολόι πίσω κατά περίπου 30 χρόνια. Η απογήρανση των κυττάρων έχει γίνει όλο και πιο συχνή την τελευταία δεκαετία, με τους ερευνητές να επαναπρογραμματίζουν πολλούς τύπους κυττάρων ποντικών, αρουραίων και ανθρώπων. Ποτέ όμως πριν δεν είχαν απο-γηρανθεί κύτταρα κατά τόσα πολλά χρόνια και είχαν διατηρήσει τον συγκεκριμένο τύπο και τη λειτουργία τους.
Η μέθοδος, που αναπτύχθηκε από τον Diljeet Gill, υποψήφιο μεταδιδάκτορα στο Ινστιτούτο Babraham στο Cambridge, και τους συναδέλφους του, δημοσιεύθηκε στις 8 Απριλίου στο περιοδικό eLife και ονομάστηκε «παροδικός επαναπρογραμματισμός φάσης ωρίμανσης».
Οι ερευνητές εφάρμοσαν την τεχνική αυτή σε ινοβλάστες (ένας κοινός τύπος δερματικών κυττάρων) από τρεις μεσήλικες δότες – οι οποίοι ήταν κατά μέσο όρο περίπου 50 ετών – και στη συνέχεια τα συνέκριναν με νεότερα κύτταρα από δότες ηλικίας 20 έως 22 ετών. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα μεσήλικα κύτταρα ήταν παρόμοια με τα νεότερα κύτταρα, τόσο χημικά όσο και γενετικά. Όταν διερευνήθηκε περαιτέρω, η ομάδα παρατήρησε μάλιστα ότι η τεχνική είχε επηρεάσει γονίδια που σχετίζονται με ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία, όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ και ο καταρράκτης.
Επιπλέον, ο Gill και οι συνεργάτες του εξέτασαν τη συμπεριφορά των ινοβλαστών για να διαπιστώσουν αν μπορούσαν επίσης να ενεργήσουν όπως τα νεότερα κύτταρα του δέρματος. Όταν τραυμάτισαν ένα στρώμα των κυττάρων, διαπίστωσαν ότι τα αναζωογονημένα κύτταρα κινήθηκαν γρήγορα για να καλύψουν το κενό – με τον ίδιο τρόπο που συμπεριφέρονται τα νεότερα κύτταρα όταν επουλώνουν πληγές.
Η μελέτη του 2006 και το breakthrough
Αυτή η μελέτη δεν είναι η πρώτη που γυρνάει το χρόνο πίσω για τα κύτταρα του δέρματος. Αυτός ο τίτλος ανήκει στον βραβευμένο με Νόμπελ Shinya Yamanaka, ο οποίος αναπρογραμμάτισε γενετικά κύτταρα δέρματος ποντικού και τα μετέτρεψε σε λεγόμενα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα, ή iPSC, το 2006. Αυτά τα iPSC μοιάζουν με κύτταρα σε πρώιμη ανάπτυξη και έχουν τη δυνατότητα να σχηματίσουν οποιονδήποτε τύπο κυττάρου στο σώμα.
Η νέα έρευνα βασίζεται εν μέρει στη μέθοδο του Yamanaka, αλλά υπάρχουν βασικές διαφορές. Η μέθοδος του Yamanaka διαρκεί περίπου 50 ημέρες και επαναπρογραμματίζει πλήρως τα κύτταρα στη βιολογική ηλικία ενός εμβρύου. Η μέθοδος του Gill διαρκεί μόλις 13 ημέρες και επαναπρογραμματίζει μόνο εν μέρει τα κύτταρα, ώστε να διατηρούν ακόμη την ταυτότητά τους (στην προκειμένη περίπτωση, την ταυτότητα των κυττάρων του δέρματος.).
Ενώ η μετατροπή ώριμων κυττάρων σε βλαστικά κύτταρα είναι εξαιρετική για την έρευνα, η διαδικασία πλήρους επαναπρογραμματισμού δεν είναι ιδανική για θεραπευτική. Τα πλήρως επαναπρογραμματισμένα κύτταρα χάνουν την ταυτότητά τους και τις εξειδικευμένες κυτταρικές λειτουργίες τους. Και όταν εμφυτεύονται στο σώμα, αυτά τα πλήρως επαναπρογραμματισμένα κύτταρα μπορεί να γίνουν καρκινικά.
Αντίθετα, τα μερικώς επαναπρογραμματισμένα κύτταρα, όπως τα κύτταρα του δέρματος στην έρευνα του Gill, γίνονται βιολογικά νεότερα και διατηρούν εξειδικευμένες κυτταρικές λειτουργίες, αν και θα μπορούσαν δυνητικά να αποτελέσουν κίνδυνο καρκίνου. “Τα αποτελέσματά μας αντιπροσωπεύουν ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός στην κατανόηση του κυτταρικού επαναπρογραμματισμού”, δήλωσε ο Gill σε δήλωσή του. “Αποδείξαμε ότι τα κύτταρα μπορούν να αναζωογονηθούν χωρίς να χάσουν τη λειτουργία τους και ότι η αναζωογόνηση φαίνεται να αποκαθιστά κάποια λειτουργία σε παλιά κύτταρα”.
Τα προβλήματα
Αν και η εργασία τους είναι πολύ ελπιδοφόρα, ο Gill και οι συνεργάτες του αναγνωρίζουν ότι η εργασία τους είναι μια μελέτη απόδειξης της έννοιας. Οι συγγραφείς δήλωσαν ότι δεν είναι σίγουροι για το πώς θα αντιδράσουν οι ινοβλάστες από νεότερα ή μεγαλύτερα άτομα στη νέα μέθοδο επαναπρογραμματισμού ή αν τα κύτταρα από άτομα πολύ διαφορετικών ηλικιών θα απο-γηράσκουν πάντα κατά 30 χρόνια.
Ένα άλλο ζήτημα είναι ότι η τεχνική του Gill εξακολουθεί να βασίζεται στη μέθοδο του Yamanaka. Δεν είναι ακόμη γνωστό πώς θα μπορούσαν να συμπεριφερθούν τα επαναπρογραμματισμένα κύτταρα μέσα σε έναν ζωντανό οργανισμό ή τι κινδύνους εγκυμονούν.
Ο Ben Van Handel, βιολόγος βλαστικών κυττάρων και συνιδρυτής της εταιρείας φροντίδας δέρματος Heraux και της βιοφαρμακευτικής εταιρείας CarthroniX, δήλωσε ότι η τεχνική «δεν θα χρησιμοποιηθεί ποτέ σε κλινικό περιβάλλον, καθώς προς το παρόν είναι ένας τύπος γονιδιακής θεραπείας που θα ήταν αδύνατο να χρησιμοποιηθεί σε ανθρώπους». Υπάρχει ακόμη μεγάλη ανησυχία σχετικά με το αν αυτά τα κύτταρα θα γίνουν καρκινικά και αν θα ελέγχεται πόσο πίσω στην ηλικία πηγαίνει η διαδικασία αναζωογόνησης.
Αλλά αυτό δεν μειώνει τον αντίκτυπο της μελέτης. «Ο τρόπος με τον οποίο έγινε δεν θα είναι εφαρμόσιμος στον πραγματικό κόσμο, [αλλά] η έρευνα είναι πολύτιμη», δήλωσε ο Handel στο Live Science. «Μπορεί να ανακαλύψουμε πρακτικούς τρόπους, μελετώντας τη διαδικασία… και αυτό είναι σημαντικό!»
Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης δρ Wolf Reik, διευθυντής ινστιτούτου της εταιρείας βιοτεχνολογίας Altos Labs και πρώην κύριος ερευνητής στο Ινστιτούτο Babraham, δήλωσε ότι οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της μελέτης είναι πολύ συναρπαστικές. «Τελικά, μπορεί να είμαστε σε θέση να εντοπίσουμε τα γονίδια που αναζωογονούνται χωρίς επαναπρογραμματισμό και να τα στοχεύσουμε ειδικά σε αυτά για να μειώσουμε τις επιπτώσεις της γήρανσης», ανέφερε στην ανακοίνωση.
