Umkehralterungsprozess von menschlichen adulten Stammzellen möglich

Wissenschaftler, die eine Studie in Zellkultur durchgeführt haben, haben gezeigt, wie der Alterungsprozess für menschliche adulte Stammzellen rückgängig gemacht werden kann. Dies eröffnet einen neuen Weg für Therapien, die Gewebeschäden im Zusammenhang mit einer Vielzahl von Krankheiten reparieren können. Autoren des Buck Institute for Research über Altern und Georgia Institute of Technology schrieb in der Zeitschrift Zellzyklus.
Wenn wir älter werden, nimmt die Fähigkeit unseres Körpers, Gewebe und Organe zu regenerieren, ab. Wissenschaftler glauben, dass wir so alt sind wie unsere gewebespezifischen oder adulten Stammzellen. Das Verständnis der Moleküle und Prozesse, die es menschlichen adulten Zellen ermöglichen, sich zu regenerieren und zu teilen, zu proliferieren und schließlich zu differenzieren, um geschädigtes Gewebe zu ersetzen, könnte für die regenerative Medizin von entscheidender Bedeutung sein, erklären die Autoren. Das Verständnis des Prozesses würde uns helfen, Heilmethoden für verschiedene altersbedingte Krankheiten zu finden.
In dieser Studie wollten die Wissenschaftler herausfinden, was mit der biologischen Uhr falsch läuft, die die Teilung von menschlichen adulten Stammzellen im Alter untergräbt.
Victoria Lunyak, Ph.D., Associate Professor am Buck Institut für Alternsforschung, sagte:

"Wir haben gezeigt, dass wir den Prozess des Alterns für menschliche adulte Stammzellen rückgängig machen können, indem wir mit der Aktivität von nicht-proteincodierenden RNAs interagieren, die aus genomischen Regionen stammen, die einst als nicht-funktioneller" genomischer Müll "abgetan wurden."

Adulte Stammzellen sind aus mehreren Gründen wichtig:

• Sie ersetzen Zellen, die alt oder geschädigt sind - und halten so das menschliche Gewebe gesund
• Sie können wachsen und eine Vielzahl von Körperzelltypen ersetzen - sie sind multipotent, sie können beschädigte Teile verschiedener Organe ersetzen

Das Problem ist, dass adulte Stammzellen mit zunehmendem Alter selbst geschädigt werden - sie werden altersbedingt geschädigt, was es dem Körper erschwert, geschädigtes Gewebe zu ersetzen. Dieser allmähliche Verlust der Fähigkeit, beschädigte Zellen zu ersetzen, führt zu einer Vielzahl von Krankheiten und Krankheiten.
Wenn wir einen Weg finden könnten, die adulten Stammzellen vor dem Altern zu bewahren, könnten sie zum Beispiel Herzgewebe nach einem Herzinfarkt reparieren, Wunden effektiv heilen, Insulin für Menschen mit Diabetes Typ 1 produzieren, Osteoporose und Arthritis heilen, indem Knochen regeneriert werden.
Lunyak und sein Team stellten die Hypothese auf, dass DNA-Schäden im Genom von adulten Zellen sich stark von Schäden im Zusammenhang mit dem Altern in normalen Körperzellen unterscheiden. Die Telomere in Körperzellen werden mit zunehmendem Alter kürzer (Kappen an den Enden der Chromosomen), während die Telomere in adulten Stammzellen nicht betroffen sind. Da das meiste Verständnis für das Altern mit dem Verlust von Telomeren in Zusammenhang steht, glauben die Autoren, dass die Alterung in adulten Stammzellen einem völlig anderen Mechanismus folgt.

Sie verwendeten adulte Stämme und verwendeten computergestützte Ansätze, um die mit dem Altern verbundenen Veränderungen zu untersuchen, die in ihrem Genom auftreten.
Frisch isolierte adulte Zellen, die von jungen Menschen gesammelt wurden, wurden mit anderen Stammzellen verglichen, die einem längeren Passagieren in Kultur unterzogen worden waren - einfach ausgedrückt, verglichen sie frisch gewonnene junge adulte Stammzellen mit denen, die gealtert waren. Sie beobachteten die Veränderungen in den genomischen Stellen in beiden Gruppen, in denen sich DNA-Schäden aufbauen.
King Jordan, Ph.D., Associate Professor an der School of Biology an der Georgia Tech, sagte:

"Wir fanden, dass der Großteil der DNA-Schäden und die damit verbundenen Chromatinveränderungen, die bei der Alterung von adulten Stammzellen auftraten, auf Teile des Genoms zurückzuführen waren, die als Retrotransposons bekannt sind.
"Früher wurde angenommen, dass Retroreposons nicht funktionell sind und sogar als" Junk-DNA "bezeichnet wurden, aber akkumulierende Beweise weisen darauf hin, dass diese Elemente eine wichtige Rolle bei der Genomregulation spielen.

Sie fanden heraus, dass es den jungen adulten Stammzellen gelungen ist, die Transkriptionsaktivität dieser genomischen Elemente zu unterdrücken und so DNA-Schäden zu lösen. Die älteren adulten Stammzellen konnten diese Transkription jedoch nicht abfangen. Sie fanden heraus, dass dieses Ereignis die Regenerationsfähigkeit der adulten Stammzellen ernsthaft untergräbt und zelluläre Seneszenz auslöst. Zelluläre Seneszenz ist, wenn Zellen ihre Fähigkeit zu teilen oder zu replizieren verlieren.
Lunyak sagte:

"Durch die Unterdrückung der Akkumulation von toxischen Transkripten aus Retrotransposons konnten wir den Prozess der Alterung von menschlichen adulten Stammzellen in Kultur rückgängig machen.
"Indem wir die zelluläre Uhr auf diese Weise zurückgespult haben, konnten wir nicht nur 'gealterte' menschliche Stammzellen verjüngen, sondern konnten sie zu unserer Überraschung auf ein früheres Entwicklungsstadium zurücksetzen, indem wir die" Pluripotenzfaktoren hochregulierten "- die Proteine, die entscheidend an der Selbsterneuerung von undifferenzierten embryonalen Stammzellen beteiligt sind."

Die Autoren wollen jetzt herausfinden, inwieweit verjüngte Stammzellen für die klinische Regeneration von Geweben genutzt werden können.
Geschrieben von Christian Nordqvist