Epigenetika – da li je moguće stariti unazad?
Kada ćelije stare, one akumuliraju promene u svom genetičkom materijalu. Ista ćelija u različitim stadijumima svog života koristiće različite gene koji se u njoj nalaze. Neki geni biće aktivni dok je ćelija mlada, kasnije se neki od tih gena „gase“ i ne koriste više, a uključuju se neki novi, karakteristični za starije ćelije.
Sva ta dinamika, u korišćenju genetičke informacije ćelije, je regulisana određenim mehanizmima koji se nazivaju epigenetički mehanizmi. To su mehanizmi koji deluju iznad nivoa gena i regulišu kako će se geni koristiti. Svaka ćelija ima svoj ćelijski ciklus, koji traje od njenog nastanka do njene smrti. U različitim fazama ćelijskog ciklusa ona će na različite načine ispoljavati svoje gene. Pored promena na epigenetičkom nivou, koje su programirane i omogućavaju normalan ćelijski ciklus, postoje i promene koje nastaju kao posledica delovanja sredine i mogu dovesti do oštećenja.
Naučnici su ispitivali da li je moguće koristiti ove epigenetičke obrasce i na taj način obrnuti ćelijski ciklus, tako da ćelija ne ide putem starenja i smrti, kako je prirodno programirana, već da se vraća u mlađe stadijume.
Eksperimenti
Istraživanje od strane dr Davida Sinklera i njegovog tima naučnika, sa Harvardskog univerziteta, pod nazivom „Da li je moguće obrnuti sat?” dalo je zanimljive i značajne podatke.
Izvršena je serija od tri eksperimenta. Korišćene su ganglijske ćelije retine, to su nervne ćelije koje sačinjavaju optički nerv. One prenose informaciju sa fotoreceptora do mozga i ako su oštećene dolazi do gubitka vida. Ono što je specifično za te ćelije jeste da ne mogu da se obnavljaju, tako da kada se oštete to oštećenje je trajno.
U jednom od svojih eksperimenata Sinkler i njegov tim su presekli optičke nerve i onda pomoću virusnog vektora, koji služi za unošenje gena koji će reprogramirati ove ćelije, izvršili reprogramiranje. Uočili su da je epigenetička oznaka oštećenih ćelija slična onoj kod ostarelih ćelija. To znači da su promene koje se dešavaju starenjem slične promenama do kojih dolazi usled oštećenja. Takođe, primetili su da nakon ovog tretmana virusinim vektorima, tj. nakon reprogramiranja ćelija, ove promene mogu da se ponište i ćelija ponovo može normalno da funkcioniše.
Drugo istraživanje koje su izvršili bilo je na miševima obolelim od glaukoma. To je stanje u kome dolazi do oštećenja optičkog nerva usled povećanog pritiska očne duplje. Ubrizgali su tečnost u očne duplje miša, da bi prouzrokovali ovo oštećenje. Nakon 4 nedelje vid miša se smanjio za 25%. Nakon genetičkog reprogramiranja, koje su primenili, došlo je do vraćanja polovine izgubljenog vida. Ovo je prvi put da je tako nešto postignuto.
U trećem eksperimentu koji su izveli korišćen je miš star godinu dana (ekvivalent sredovečnom čoveku) sa gubitkom vida od 15%. On je nakon tretmana povratio izgubljeni vid, koji je odgovarao vidu miša starog 5 meseci.
Kakva je budućnost ovakvih istraživanja?
Ovakva istraživanja imaju veliki potencijal za primenu kod ljudi i životinja pri lečenju raznih bolesti, ne samo problema sa vidom. Međutim, potrebno je izvršiti još dosta ispitivanja da bi ova otkrića mogla efikasno i bezbedno da se primenjuju. Naime, ukoliko bi se ćelija vratila u jako rane stupnjeve ćelijskog ciklusa, počela bi nekontrolisano da se umnožava, što bi dovelo do nastanka tumora. To je samo jedno od poznatih ograničenja, a dosta toga još uvek ne znamo. Svakodnevna otkrića u vezi sa funkcionisanjem genoma sve nas više približavaju trenutku kada ćemo uspeti da razvijemo novije terapijske metode koje će omogućiti lečenje, za sada, neizlečivih bolesti.
Izvor:
- Lu, Y., Brommer, B., Tian, X. et al. Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision. Nature 588, 124–129 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2975-4
- Servick, Kelly. “ Researchers restore lost sight in mice, offering clues to reversing aging.” , Sciencemag, 2. decembar, 2020. https://www.sciencemag.org/news/2020/12/researchers-restore-lost-sight-mice-offering-clues-reversing-aging
