Αντιστροφή της γήρανσης με την βοήθεια των λυσοσωμάτων

Επιστήμονες από την Icahn School of Medicine at Mount Sinai κατάφεραν να αντιστρέψουν τη γήρανση των αιμοποιητικών βλαστοκυττάρων σε ποντίκια, επιδιορθώνοντας δυσλειτουργίες σε κυτταρικές δομές που ονομάζονται λυσοσώματα. Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Cell Stem Cell, δείχνει ότι η υπερδραστηριότητα και η δυσλειτουργία των λυσοσωμάτων αποτελούν βασικές αιτίες γήρανσης των βλαστοκυττάρων και ότι η αποκατάσταση της φυσιολογικής λειτουργίας τους μπορεί να επαναφέρει τα ηλικιωμένα κύτταρα σε πιο νεανική κατάσταση.

Τα λυσοσώματα λειτουργούν σαν «κέντρα ανακύκλωσης» του κυττάρου. Διασπούν πρωτεΐνες, λίπη, υδατάνθρακες και άλλα μόρια, επιτρέποντας στο κύτταρο να απομακρύνει άχρηστα υλικά και να επαναχρησιμοποιεί πολύτιμες ουσίες. Παράλληλα, αποθηκεύουν θρεπτικά συστατικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν όταν χρειαστεί. Εξαιτίας αυτών των λειτουργιών, τα λυσοσώματα είναι απαραίτητα για τη σωστή κυτταρική λειτουργία και τον μεταβολισμό.

Η έρευνα επικεντρώθηκε στα αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα, γνωστά ως HSCs, τα οποία βρίσκονται στον μυελό των οστών και είναι υπεύθυνα για την παραγωγή όλων των κυττάρων του αίματος και του ανοσοποιητικού συστήματος. Επικεφαλής της μελέτης ήταν η Δρ. Saghi Ghaffari, καθηγήτρια Κυτταρικής, Αναπτυξιακής και Αναγεννητικής Βιολογίας και μέλος του Black Family Stem Cell Institute.

Καθώς ο άνθρωπος μεγαλώνει, τα βλαστοκύτταρα χάνουν σταδιακά την ικανότητά τους να ανανεώνουν το αίμα και να επιδιορθώνουν το ανοσοποιητικό σύστημα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μεγαλύτερη ευαισθησία σε λοιμώξεις και ασθένειες στους ηλικιωμένους. Επιπλέον, η γήρανση αυτών των κυττάρων συνδέεται με την κλωνική αιμοποίηση, μια κατάσταση που θεωρείται πρόδρομο στάδιο για την εμφάνιση καρκίνων του αίματος και φλεγμονωδών νοσημάτων.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι στα γερασμένα βλαστοκύτταρα τα λυσοσώματα γίνονται υπερβολικά όξινα, φθαρμένα και υπερδραστήρια. Αυτές οι αλλαγές διαταράσσουν τόσο τον μεταβολισμό όσο και την επιγενετική σταθερότητα των κυττάρων, επηρεάζοντας αρνητικά τη λειτουργία τους.

Χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές ανάλυσης, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι όταν μπλόκαραν αυτή την υπερβολική δραστηριότητα με έναν ειδικό αναστολέα της vacuolar ATPase, η κατάσταση των λυσοσωμάτων βελτιώθηκε σημαντικά. Μετά τη θεραπεία, τα ηλικιωμένα βλαστοκύτταρα άρχισαν να συμπεριφέρονται ξανά σαν νεαρά και υγιή κύτταρα.

Τα ανανεωμένα κύτταρα απέκτησαν εκ νέου την ικανότητα να παράγουν σωστά ισορροπημένα κύτταρα αίματος και ανοσοποιητικού συστήματος, ενώ μπορούσαν να δημιουργούν νέα υγιή βλαστοκύτταρα με μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα. Παράλληλα, παρουσίασαν βελτιωμένο μεταβολισμό, καλύτερη λειτουργία των μιτοχονδρίων, υγιέστερα επιγενετικά χαρακτηριστικά και σημαντική μείωση της φλεγμονής.

Σύμφωνα με τη Δρ. Ghaffari, τα αποτελέσματα αυτά αποδεικνύουν ότι η γήρανση των βλαστοκυττάρων δεν είναι μια μη αναστρέψιμη διαδικασία. Όπως εξήγησε, τα παλιά βλαστοκύτταρα διατηρούν την ικανότητα να επιστρέψουν σε νεανική κατάσταση εφόσον αποκατασταθεί η ισορροπία στη λειτουργία των λυσοσωμάτων.

Οι επιστήμονες δοκίμασαν επίσης μια θεραπευτική προσέγγιση ex vivo, δηλαδή εκτός σώματος. Αφαίρεσαν ηλικιωμένα βλαστοκύτταρα, τα επεξεργάστηκαν στο εργαστήριο με τον αναστολέα και στη συνέχεια τα επανέφεραν στον οργανισμό. Το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό: Η ικανότητα παραγωγής αίματος αυξήθηκε περισσότερο από οκτώ φορές, γεγονός που δείχνει τη μεγάλη αναγεννητική δύναμη της μεθόδου.

Η θεραπεία μείωσε επίσης τις φλεγμονώδεις αντιδράσεις και τη δραστηριότητα ορισμένων μονοπατιών του ανοσοποιητικού που σχετίζονται με τη γήρανση. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό συμβαίνει επειδή τα υγιή λυσοσώματα επεξεργάζονται αποτελεσματικότερα το μιτοχονδριακό DNA και περιορίζουν την ενεργοποίηση του μονοπατιού cGAS-STING, το οποίο συνδέεται στενά με τη φλεγμονή και τη γήρανση των βλαστοκυττάρων.

Η ανακάλυψη αυτή θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για νέες θεραπείες που θα προλαμβάνουν ή ακόμη και θα αντιστρέφουν διαταραχές του αίματος που σχετίζονται με την ηλικία. Παράλληλα, ενδέχεται να βελτιώσει τις μεταμοσχεύσεις βλαστοκυττάρων σε ηλικιωμένους ασθενείς και να ενισχύσει τεχνικές γονιδιακής θεραπείας.

Απολαμβάνετε το περιεχόμενο μας? Εγγραφείτε στο newsletter μας!

Η ερευνητική ομάδα εξετάζει τώρα αν η δυσλειτουργία των λυσοσωμάτων συμβάλλει και στη δημιουργία λευχαιμικών βλαστοκυττάρων, κάτι που θα μπορούσε να συνδέσει άμεσα τη φυσιολογική γήρανση των βλαστοκυττάρων με την ανάπτυξη καρκίνου.