ZNANSTVENICI sa Sveučilišta u Buffalu u SAD-u otkrili su kako se proces starenja u mišićnom tkivu može obrnuti, odnosno kako se ostarjeli mišići mogu pomladiti.
U studiji, objavljenoj u časopisu Science Advances, autori ističu da u stanicama mišića postoji mehanizam koji onemogućuje dijeljenje i regeneraciju stanica. Taj proces, kojim stanice tijekom vremena gube sposobnost diobe, rasta i funkcioniranja, naziva se senescencija. On dovodi do toga da genetski materijal u stanicama koje se ne obnavljaju postaje nestabilan i uzrokuje niz molekularnih i metaboličkih disfunkcija koje dovode do bolesti.
Stanično starenje uzrokovano starenjem ili kroničnim bolestima onemogućuje rad i regeneraciju matičnih stanica. Skeletni mišići su visokoregenerativan organ koji čini ~45% tjelesne mase i omogućava pokrete skeleta, a također regulira metabolizam. Regeneracija mišića oslanja se na miogene progenitore koji, kada se aktiviraju, proliferiraju, diferenciraju i pridonose regeneraciji oštećenih miofibrila. Međutim, broj miogenih progenitora i njihova regenerativna sposobnost opadaju sa starenjem i staničnim starenjem, tumače u studiji autori.
Nova tehnika koja lakše može dovesti do lijekova
U ranijim istraživanjima znanstvenici su proces starenja uglavnom nastojali obrnuti tako što su stanice pokušavali vratiti u stanje nalik matičnim stanicama, nediferenciranim, pluripotentnim stanicama kakve se nalaze u embrijima i nekim tkivima odraslih, iz kojih pod određenim uvjetima nastaju stanice sa specijaliziranim funkcijama.
Tehnika predstavljena u novoj studiji ide potpuno drugačijim putem. Nova studija otkrila je da se zahvaljujući prekomjernoj ekspresiji proteina koji se zove NANOG (u irskoj predaji Tír na nÓg je mjesto poznato po vječnoj mladosti, ljepoti i zdravlju) stanica ne mora resetirati u drugo stanje kako bi se poništilo starenje.
U nizu eksperimenata istraživači su prekomjerno eksprimirali NANOG u mioblastima, koji su embrionalni prethodnici mišićnog tkiva. Mioblasti su bili ostarjeli, što znači da se više nisu mogli dijeliti i rasti.
Prekomjerna ekspresija poboljšala je neke od primarnih karakteristika povezanih s propadanjem stanica povezanih sa starenjem, uključujući autofagiju, energetsku homeostazu, genomsku stabilnost, nuklearni integritet i funkciju mitohondrija.
Što je najvažnije, NANOG je povećao broj mišićnih matičnih stanica u mišićima prerano ostarjelih miševa. Ovo je pokazalo izvedivost poništavanja staničnog starenja u tijelu bez potrebe za reprogramiranjem stanica u embrionalno, pluripotentno stanje, što je proces koji se često koristi u terapiji matičnim stanicama, ali nosi rizik od nastanka tumora.
Autori ističu da bi njihov rad mogao dovesti do pronalaska lijeka za pomlađivanje mišića, što bi bilo mnogo jednostavnije za primjenu od korištenja matičnih stanica.
"Naš rad usmjeren je na razumijevanje mehanizama djelovanja NANOG-a u nadi da ćemo otkriti mete u signalnim ili metaboličkim mrežama koje oponašaju učinke NANOG-a protiv starenja na koje bismo mogli djelovati lijekovima", objasnio je u izjavi autor studije, profesor Stelios T. Andreadis.
Kako funkcionira ovaj proces?
U svom radu autori tumače da se stanično pomlađivanje prirodno događa u embrionalnom razvoju kada se spermij i jajašce (od kojih svaki ima svoju određenu kronološku dob) stapaju jedno s drugim i formiraju embrij nulte dobi.
Slično tome, reprogramiranje somatskih stanica u inducirane pluripotentne matične stanice poništava njihov biološki sat. U ovoj fazi središnja mreža transkripcijskih faktora, uključujući NANOG, OCT4 i SOX2, održava pluripotentnost u embrionalnim matičnim stanicama. Konkretno, faktor pluripotencije NANOG bitan je za održavanje samoobnavljanja embrionalnih matičnih stanica tijekom mnogih udvostručenja populacije. Iako prekomjerna ekspresija NANOG-a ne daje pluripotentnost somatskim stanicama, pokazalo se da obnavlja nekoliko staničnih funkcija koje su ugrožene starenjem. In vivo ekspresija ovog faktora u epitelu odraslih miševa pokazala je da sustavna prekomjerna ekspresija NANOG-a izaziva hiperplaziju bez iniciranja tumora, pišu autori.
Ističu da je u njihovoj novoj studiji prekomjerna ekspresija NANOG-a preokrenula obilježja staničnog starenja u mišićnim progenitorima u uzorcima stanica in vitro te da je obnovila obilje stanica u skeletnim mišićima miševa s oboljenjem preranog starenja.
Treba istaknuti da je ovo istraživanje tek prvi korak jer će princip trebati potvrditi na ljudima. Naime, poznato je da brojne terapije koje se potvrde u laboratorijima in vitro ili na miševima u konačnici ne daju zadovoljavajuće rezultate u primjeni na ljudima.