Omlazující mozkové kmenové buňky mohou být klíčem k budoucí léčbě MS
Vědci našli způsob, jak učinit starší mozkové kmenové buňky u potkanů mladějšími. Objev by mohl vést k lepší léčbě nemocí souvisejících se stárnutím, které degradují mozek a nervový systém.
Výzkum se týká oligodendrocytových progenitorových buněk (OPC), které jsou typem kmenových buněk nebo nezralých buněk. OPC jsou nezbytné pro zdravé fungování mozku a zbytku centrální nervové soustavy.
OPC dozrávají nebo se diferencují na oligodendrocyty, což jsou buňky, které produkují myelinový obal, který obklopuje nervová vlákna a zachovává elektrické signály, které přenášejí.
Zničení myelinu je charakteristickým rysem roztroušené sklerózy (MS) a k procesu přispívají změny OPC související se stárnutím. Stárnutí může také snížit funkci OPC u zdravých jedinců.
Vědci z University of Cambridge ve Velké Británii zjistili, že zvyšující se ztuhlost stárnoucího mozku zhoršuje funkci OPC.
Když transplantovali OPC ze starších krys do mozku mladších krys, staré OPC začaly fungovat jako mladí OPC.
Ztužení výklenku kmenových buněk
Tým nakonec zjistil, že ztráta funkce v OPC byla výsledkem něčeho, co se stalo v jejich mikroprostředí nebo „výklenku“ kmenových buněk.
"Tady to ukazujeme," píší autoři v nedávné době Příroda papír, „že mikroprostředí OPC s věkem ztuhne a že tato mechanická změna je dostatečná k tomu, aby způsobila ztrátu funkce OPC související s věkem.“
Zdá se, že výklenek kmenových buněk odráží změny související se stárnutím „chemických a mechanických signálů“, které odesílá OPC v nich sídlícím.
Jakmile transplantované staré OPC vycítily, že jsou v mladistvém a měkkém prostředí, začaly se chovat spíše jako energické, mladší OPC.
Aby tým prozkoumal, co se děje podrobněji, provedl tým několik laboratorních experimentů s OPC a „biologickými a syntetickými lešeními, která napodobují tuhost mladých mozků“.
„Molekulárně a funkčně omlazeno“
Vědci zjistili, že když stárli OPC na lešení z měkkých materiálů, začali se chovat spíše jako mladí OPC.
Stárnoucí OPC byly „molekulárně a funkčně omlazeny“, protože byly na měkčím materiálu.
Naopak umístění mladých OPC na lešení obsahující tužší materiál způsobilo, že se chovaly jako starší.
„Byli jsme fascinováni,“ říká spoluautor studie Dr. Dr. Kevin J. Chalut, „abychom viděli, že když jsme rostli mladí, fungující mozkové kmenové buňky na tuhém materiálu, buňky byly nefunkční a ztratily schopnost regenerace. fakt začal fungovat jako staré buňky. “
Dr. Chalut pracuje na katedře fyziky a institutu kmenových buněk na University of Cambridge.
Poznamenává však, že tím zajímavějším bylo zjištění, jak staré OPC rostou v měkkém materiálu a jak „začaly fungovat jako mladé buňky - jinými slovy, byly omlazeny“.
"To naznačuje nový způsob, jak překonat ztrátu funkce související s věkem v tomto důležitém systému kmenových buněk," dodává.
Piezo1 signalizuje tuhost výklenku
Další vyšetřování vedlo Dr. Chaluta a jeho kolegy k tomu, aby se zaměřili na „mechanicky reaktivní iontový kanál“ zvaný Piezo1, protein, který leží na povrchu OPC. Zjistili, že Piezo1 říká OPC, zda je jejich výklenek tuhý nebo měkký.
Když testovali reakci starých OPC bez Piezo1, vědci zjistili, že kmenové buňky se chovají jako mladí OPC, i když rostou na tužším materiálu lešení.
Zjistili také, že odstranění Piezo1 v OPC v mozcích starých krys vedlo k tomu, že se kmenové buňky chovaly jako znovu mladé. Buňky obnovily svou normální schopnost regenerace.
Studii částečně financovala společnost MS Society, která je registrovanou charitou v Anglii a Walesu ve Velké Británii. Jejich ředitelka výzkumu Dr. Susan Kohlhaas říká, že nálezy „mají důležité důsledky“ pro léčbu RS.
"MS je neúprosná, bolestivá a invalidizující a jsou zoufale zapotřebí léčby, které mohou zpomalit a zabránit hromadění postižení v průběhu času."
Dr. Susan Kohlhaa
