Descoperirea care schimbă regulile regenerării: celulele îmbătrânite pot redeveni stem
alte articole
Oamenii de ştiinţă au presupus mult timp că, odată ce un ţesut rămâne fără celule stem, afecţiunea este permanentă. O nouă cercetare din Israel sugerează altceva. Organismul uman ar putea fi capabil să dea timpul înapoi propriilor celule îmbătrânite, transformându-le în celule stem proaspete pentru a se repara din interior.
Cercetătorii au descoperit că celulele mature, îmbătrânite, din cornee se pot transforma în celule stem active pentru a regenera ţesutul deteriorat — un mod necunoscut până acum prin care organismul uman se vindecă singur.
Au descoperit că sistemul imunitar este un factor declanşator cheie: macrofagele, celule mobilizate în mod normal pentru a combate infecţiile la locul leziunilor, eliberează, de asemenea, semnale care determină celulele îmbătrânite să redevină celule stem. Dacă oamenii de ştiinţă vor învăţa să valorifice şi să controleze acest proces natural, acesta ar putea reduce, în cele din urmă, necesitatea transplanturilor în tratarea afecţiunilor care provoacă orbire, dizabilităţi sau boli cronice.
Reprogramarea celulelor pentru se refacere singure
În studiul publicat recent în Nature Communications, cercetătorii au folosit un sistem special pentru a marca celulele stem din corneea transparentă a şoarecilor cu markeri coloraţi, ceea ce le-a permis să observe comportamentul acestor celule în timp şi să le extragă pentru a testa dacă ţesutul respectiv se mai poate repara singur.
Urmărirea în timp real a arătat că celulele stem, situate la marginea corneei, se divid în mod normal de aproximativ două ori pe săptămână, creând celule noi care se deplasează încet spre centrul suprafeţei ochiului pe măsură ce îmbătrânesc.
Cercetătorii au studiat modul în care celulele mature din ochi pot reveni la starea de celule stem prin îndepărtarea completă a zonei native a celulelor stem limbale — inelul exterior al ochiului unde, de obicei, trăiesc celulele stem la şoareci.
Îndepărtarea zonei cu celule stem a forţat ochiul să se repare singur folosind doar celulele mature rămase ale corneei, testându-le capacitatea de adaptare. Cercetătorii au descoperit că celulele mature şi-au modificat profilurile moleculare pentru a semăna cu cele ale celulelor stem sănătoase, indicând o adevărată reprogramare celulară.
Un rol-cheie în acest proces îl joacă sistemul imunitar — în special celulele imune numite macrofage. Aceste celule ajung la locul afecţiunilor pentru a preveni infecţiile şi eliberează semnale care declanşează reîntinerirea celulelor îmbătrânite, transformându-le în celule stem.
„Am fost surprinşi să descoperim că corneea se poate regenera chiar şi după distrugerea tuturor celulelor sale stem”, a declarat autoarea studiului, Ruby Shalom-Feuerstein, într-o declaraţie.
Shalom-Feuerstein a adăugat că procesul de regenerare implică reprogramarea celulelor mature, îmbătrânite, în celule stem care pot funcţiona timp de mulţi ani şi pot preveni bolile.
Anterior se credea că acest tip de capacitate regenerativă era limitată la organismele simple care îşi pot regenera membrele, dar noile descoperiri sugerează că şi animalele complexe — şoarecii şi, potenţial, oamenii — păstrează, de asemenea, o parte din această capacitate.
Deşi cea mai mare parte a descoperirii s-a bazat pe experimente cu experimente cu şoareci vii pentru a urmări şi localiza celulele, cercetătorii au utilizat, de asemenea, celule epiteliale ale corneei umane primare în studiile de laborator pentru a-şi valida concluziile.
Atunci când au aplicat aceleaşi citokine provenite de la macrofage asupra celulelor corneei umane mature cultivate în eprubetă, aceste celule au dezvoltat, de asemenea, calităţi mai apropiate de cele ale celulelor stem, demonstrând că procesul biologic responsabil de reversia celulară este acelaşi la ambele specii.
Chiar şi în absenţa celulelor stem, ţesutul s-a regenerat, formând o populaţie cu totul nouă din celule care nu fuseseră niciodată celule stem. Celulele mature, îmbătrânite, au fost reprogramate prin semnalizarea macrofagelor în celule stem capabile să funcţioneze ani de zile după aceea, a spus el.
Cercetătorii au afirmat că sunt necesare studii în viitor pentru a vedea dacă şi alte celule mature pot fi reprogramate în celule stem.
Este primul studiu care demonstrează că şi celulele mature pot reveni la stările lor anterioare, au spus aceştia.
Este primul studiu care demonstrează că şi celulele mature pot reveni la stările lor anterioare, au spus cercetătorii din Israel
Implicaţii pentru tratamentele oftalmologice
Corneea se regenerează dintr-o mică rezervă de celule stem situată la marginea sa, într-o regiune numită limbus.
Când aceste celule stem se pierd în urma unei arsuri chimice, a unei infecţii severe sau a unei afecţiuni genetice, corneea nu se mai poate regenera, iar vederea se înceţoşează.
În prezent, acest tip de afecţiune este tratat prin grefă sau transplant de celule stem. Ambele opţiuni depind de ţesut donat sau de ţesut prelevat din celălalt ochi al pacientului, ceea ce ridică problema disponibilităţii şi a respingerii, a declarat pentru The Epoch Times dr. Krishna Surapaneni, oftalmolog şi chirurg specializat în cataractă, cornee şi chirurgie refractivă la SuraVision din Houston, care nu a participat la studiu.
„O abordare regenerativă care reactivează propriile celule de refacere ale ochiului ar putea, în principiu, să ocolească ambele probleme simultan, deoarece nu ar exista nimic străin de respins şi nimic de recoltat dintr-o altă zonă.”, a precizat Surapaneni.
Speranţa pe termen lung, a adăugat el, este de a stimula propriile celule oculare rămase ale pacientului să preia rolul celulelor stem şi să reconstruiască singure suprafaţa, în loc să o înlocuiască cu ţesut provenit din altă parte. „Aceasta ar fi o schimbare semnificativă, deoarece se bazează pe propria biologie a ochiului, în loc să depindă de o cantitate limitată de material de la donatori.”
Motiv de optimism
Surapaneni a calificat descoperirile „cu adevărat entuziasmante”, dar a subliniat că este vorba încă, în mare parte, de un studiu pe şoareci, cu semnale incipiente şi încurajatoare observate la celulele umane în laborator. Cercetătorii investighează acum dacă acelaşi proces natural de regenerare există şi la oameni şi cum ar putea fi valorificat în cele din urmă.
„Diferenţa dintre un mecanism care funcţionează la şoareci şi un tratament sigur şi fiabil pentru pacienţi este mare”, a spus Surapaneni. „Şi se măsoară în ani, nu în luni.”
Totuşi, studiul contestă presupunerea că, odată ce un ţesut îşi pierde celulele stem, declinul este ireversibil. „Dacă celulele mature pot fi readuse la un rol de reparare, acest lucru schimbă modul în care ne gândim la vindecarea ochiului şi, posibil, dincolo de acesta”, a spus Surapaneni.
Toxinele şi factorii de stres metabolic pot împiedica procesul
Alte cercetări privind reprogramarea celulară au sugerat că anumite toxine, expuneri la factori de mediu şi factori de stres metabolic pot împiedica semnificativ sau pot împiedica complet revenirea celulelor îmbătrânite şi mature la starea de celule stem.
Stresul oxidativ: Fumul de tutun, pesticidele, metalele grele şi radiaţiile pot declanşa stres oxidativ care afectează ADN-ul, proteinele şi membranele celulare, creând instabilitate genomică care îngreunează resetarea celulei.
Modificări epigenetice: Revenirea la stadiul de celulă stem necesită ca celula să-şi şteargă „memoria” epigenetică a identităţii sale mature. Expunerea prelungită la substanţe chimice nocive, la produsele secundare metabolice şi la inflamaţia cronică poate altera epigenomul unei celule în moduri care o blochează în starea sa actuală.
Acumularea deşeurilor celulare: O sănătate metabolică precară, combinată cu expunerea la substanţe toxice, poate provoca acumularea de picături de grăsime şi de proteine pliate incorect. Atunci când sistemele de eliminare a deşeurilor dintr-o celulă devin suprasolicitate, procesul de reînnoire necesar pentru a deveni o celulă stem se poate bloca.
