Wissenschaftler haben eine neue Technik zur Verjüngung von Hautzellen entwickelt. Mit dieser konnte die biologische Uhr der Zellen nach molekularen Maßstäben um etwa 30 Jahre zurückgedreht werden, was deutlich länger ist als bei früheren Reprogrammierungsmethoden. Die teilweise verjüngten Zellen zeigten in Experimenten Anzeichen, sich stark wie jugendliche Zellen zu verhalten. Die Forschung befindet sich zwar noch in einem frühen Stadium, könnte aber bei Erfolg Auswirkungen auf die regenerative Medizin haben.
Forscher des Babraham-Instituts haben eine Methode entwickelt, mit der menschliche Hautzellen einen Zeitsprung von 30 Jahren machen können, so dass die Uhr des Alterns der Zellen zurückgedreht wird, ohne dass sie ihre spezielle Funktion verlieren.
In der Regenerationsbiologie ist eines der wichtigsten Werkzeuge die Fähigkeit, „induzierte“ Stammzellen zu erzeugen. Dieser Prozess umfasst mehrere Schritte, bei denen jeweils einige der Merkmale, die die Spezialisierung der Zellen ausmachen, gelöscht werden. Die Wissenschaftler sind jedoch noch nicht in der Lage, die Bedingungen, die für die Umdifferenzierung von Stammzellen in alle Zelltypen erforderlich sind, zuverlässig nachzubilden.
Nun wurde aber ein Weg gefunden, Stammzellen herzustellen, ohne die Zellidentität vollständig zu löschen, so dass die Zellen ihre spezialisierte Funktion beibehalten können.
Bei dieser neuen Methode, der so genannten transienten Reprogrammierung in der Reifungsphase, werden die Zellen nur 13 Tage lang den Yamanaka-Faktoren ausgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt sind die altersbedingten Veränderungen beseitigt und die Zellen haben vorübergehend ihre Identität verloren. Die teilweise umprogrammierten Zellen wurden unter normalen Bedingungen wachsen gelassen, um zu beobachten, ob ihre spezifische Hautzellfunktion zurückkehrte. Die Genomanalyse zeigte, dass die Zellen die für Hautzellen (Fibroblasten) charakteristischen Marker wiedererlangt hatten, und dies wurde durch die Beobachtung der Kollagenproduktion in den umprogrammierten Zellen bestätigt.
Die Forscher stellten fest, dass sich die Zellen verjüngt hatten, die Zeichen der Hautalterung verringert wurden und dass die Zellen 30 Jahre jünger zu sein schienen als sie tatsächlich waren.
Außerdem stellten sie fest, dass ihre behandelten Fibroblasten schneller in die Lücke hineinwuchsen als ältere Zellen, was darauf hindeutet, dass die Technik schließlich zur Schaffung von Zellen verwendet werden könnte, die besser zur Wundheilung geeignet sind.
Diese Forschung könnte in Zukunft weitere therapeutische Möglichkeiten für altersbedingte Krankheiten und Symptome eröffnen.
Die erfolgreiche transiente Reprogrammierung ist möglicherweise darauf zurückzuführen, dass Schlüsselbereiche des Genoms, die an der Gestaltung der Zellidentität beteiligt sind, dem Reprogrammierungsprozess entgehen.
Die Ergebnisse sind ein großer Schritt nach vorn in unserem Verständnis der Zellreprogrammierung. Es wurde nachgewiesen, dass Zellen verjüngt werden können, ohne ihre Funktion zu verlieren, und dass die Verjüngung alten Zellen eine gewisse Funktion zurückzugeben scheint. Besonders vielversprechend für die Zukunft dieser Arbeit ist die Tatsache, dass auch eine Umkehrung der Alterungsindikatoren in Genen, die mit Krankheiten in Verbindung stehen, festgestellt werden konnte.
Diese Forschung hat das Potenzial, zur Entdeckung von Genen zu führen, die sich ohne Umprogrammierung verjüngen können, was die Auswirkungen der Alterung verringern könnte.
Link zur Studie: https://elifesciences.org/articles/71624
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