Naučnici sa Univerziteta Bafalo u SAD otkrili su kako se proces starenja u mišićnom tkivu može preokrenuti, odnosno kako se mišići mogu podmladiti, prenosi Index.hr.

U studiji, objavljenoj u časopisu Science Advances, autori ističu da u mišićnim ćelijama postoji mehanizam koji sprečava diobu i regeneraciju ćelija. Ovaj proces, kojim ćelije gube sposobnost da se dijele, rastu i funkcionišu tokom vremena, naziva se starenje. To uzrokuje da genetski materijal u ćelijama koje se ne regenerišu postanu nestabilan i izaziva niz molekularnih i metaboličkih disfunkcija koje dovode do bolesti.

Ćelijsko starenje uzrokovano starenjem ili hroničnim bolestima sprečava rad i regeneraciju matičnih ćelija. Skeletni mišići su visoko regenerativni organ koji čini ~45 odsto tjelesne mase i omogućava kretanje skeleta, a takođe reguliše metabolizam. Regeneracija mišića se oslanja na miogene progenitore koji se, kada se aktiviraju, razmnožavaju, diferenciraju i doprinose regeneraciji oštećenih miofibrila. Međutim, broj miogenih progenitora i njihov regenerativni kapacitet opadaju sa starenjem i ćelijskim starenjem, objašnjavaju autori u studiji.

Nova tehnika koja može lakše dovesti do ljekova

U ranijim istraživanjima, naučnici su uglavnom pokušavali da preokrenu proces starenja pokušavajući da vrate ćelije u stanje slično matičnim ćelijama, nediferenciranim, pluripotentnim ćelijama poput onih koje se nalaze u embrionima i nekim tkivima odraslih, iz kojih nastaju ćelije sa specijalizovanim funkcijama. 

Tehnika predstavljena u novoj studiji ide potpuno drugačijim putem. Nova studija je otkrila da prekomjernom ekspresijom proteina zvanog NANOG (u irskom predanju, Tir na nOg je mjesto poznato po vječnoj mladosti, ljepoti i zdravlju), ćelija ne mora da se vrati u drugo stanje da bi preokrenula starenje.

U nizu eksperimenata, istraživači su prekomjerno eksprimirali NANOG u mioblastima, koji su embrionalni prekursori mišićnog tkiva. Mioblasti su bili ostareli, što znači da više nisu mogli da se dijele i rastu.

Prekomjerna ekspresija je poboljšala neke od primarnih karakteristika povezanih sa propadanjem ćelija povezanih sa starenjem, uključujući autofagiju, energetsku homeostazu, genomsku stabilnost, nuklearni integritet i mitohondrijalnu funkciju.

Što je najvažnije, NANOG je povećao broj mišićnih matičnih ćelija u mišićima. Ovo je pokazalo izvodljivost preokretanja ćelijskog starenja u tijelu bez potrebe za reprogramiranjem ćelija u embrionalno, pluripotentno stanje, proces koji se često koristi u terapiji matičnim ćelijama, ali nosi rizik od formiranja tumora.

Autori ističu da bi njihov rad mogao da dovede do otkrića lijeka za podmlađivanje mišića, koji bi bio mnogo jednostavniji za administraciju nego korišćenje matičnih ćelija.

- Naš rad je usmjeren na razumjevanje mehanizama delovanja NANOG-a u nadi da ćemo otkriti mete u signalnim ili metaboličkim mrežama koje oponašaju efekte NANOG-a protiv starenja koje bismo mogli da ciljamo ljekovima, autor studije profesor Stelios T. Andreadis.

Kako funkcioniše ovaj proces?

U svom radu, autori tumače da se ćelijsko podmlađivanje dešava prirodno u embrionalnom razvoju kada se spermatozoid i jaje (od kojih svako ima svoju hronološka starost) stapaju jedni s drugima i formiraju embrion nultog doba.

Slično, reprogramiranje somatskih ćelija u indukovane pluripotentne matične ćelije resetuje njihov biološki sat. U ovoj fazi, centralna mreža faktora transkripcije, uključujući NANOG, OCT4 i SOKS2, održava pluripotenciju u embrionalnim matičnim ćelijama. Posebno, faktor pluripotencije NANOG je neophodan za održavanje samoobnavljanja embrionalnih matičnih ćelija tokom mnogih udvostručavanja populacije. Iako prekomerna ekspresija NANOG-a ne daje pluripotentnost somatskim ćelijama, pokazalo se da obnavlja nekoliko ćelijskih funkcija ugroženih starenjem. In vivo ekspresija ovog faktora u epitelu odraslih miševa pokazala je da sistemska prekomjerna ekspresija NANOG izaziva hiperplaziju bez iniciranja tumora, pišu autori.

Oni ističu da je u njihovoj novoj studiji prekomjerna ekspresija NANOG-a preokrenula znake ćelijskog starenja u mišićnim progenitorima u uzorcima ćelija in vitro i obnovila obilje ćelija u skeletnim mišićima miševa sa bolešću preranog starenja.

Treba napomenuti da je ovo istraživanje samo prvi korak, jer će princip morati da se potvrdi na ljudima. Naime, poznato je da brojne terapije koje su potvrđene u laboratorijama in vitro ili na miševima na kraju ne daju zadovoljavajuće rezultate kada se primenjuju na ljudima.