Harvard Medical School tudósai arról számolnak be, hogy sikeresen helyreállították a látást egerekben azáltal, hogy visszaforgatták az órát a retina idős szemsejtjein, hogy visszaszerezzék a fiatalos génfunkciót.

a csapat munkája, leírt Dec. 2 A Nature című kiadványban az első bizonyíték arra, hogy a komplex szöveteket, például a szem idegsejtjeit biztonságosan át lehet programozni egy korábbi életkorra.

a sejtek öregedési órájának visszaállítása mellett a kutatók sikeresen megfordították a látásvesztést olyan állatokban, amelyek az emberi glaukómát utánozzák, ami a vakság vezető oka világszerte.

az eredmény az első sikeres kísérlet a glaukóma által kiváltott látásvesztés visszafordítására, ahelyett, hogy pusztán megállítaná annak progresszióját – mondta a csapat.

Ha további vizsgálatok révén replikálódnak, a megközelítés előkészítheti az utat a terápiákhoz, hogy elősegítsék a szövetek helyreállítását a különböző szervekben, valamint visszafordítsák az öregedést és az életkorral összefüggő betegségeket az emberekben.

“tanulmányunk azt mutatja, hogy lehetséges biztonságosan visszafordítani a komplex szövetek, például a retina életkorát, és helyreállítani fiatalos biológiai funkcióját”-mondta David Sinclair, a genetika professzora a Harvard Medical School Blavatnik Intézetében, a Paul F. Glenn Center for Biology of Aging Research at HMS társigazgatója és az öregedés szakértője.

Sinclair és kollégái arra figyelmeztetnek, hogy az eredményeket további vizsgálatokban, beleértve a különböző állatmodelleket is, minden emberi kísérlet előtt meg kell ismételni. Mindazonáltal hozzáteszik, hogy az eredmények a koncepció bizonyítását és egy utat kínálnak számos korral összefüggő emberi betegség kezelésének megtervezéséhez.

“Ha megerősítette keresztül további vizsgálatok, ezek a megállapítások lehet átalakító az ellátás korfüggő látás betegségek, mint a glaukóma, valamint a területek biológiai, orvosi therapeutics a betegség, a nagy,” Sinclair mondta.

munkájukhoz a csapat egy adeno-asszociált vírust (AAV) használt járműként, hogy az egerek retinájába szállítson három fiatal-helyreállító gént — Oct4, Sox2 és Klf4—, amelyeket általában bekapcsolnak az embrionális fejlődés során. A három gént, egy negyedikkel együtt, amelyet ebben a munkában nem használtak, együttesen Yamanaka tényezőknek nevezik.

a kezelésnek több jótékony hatása volt a szemre. Először is elősegítette az ideg regenerálódását a látóideg sérülése után sérült látóideg-egerekben. Másodszor, megfordította a látásvesztést olyan állatokban, amelyek az emberi glaukómát utánozzák. Harmadszor, megfordította a látásvesztést az öregedő állatokban glaukóma nélkül.

a csapat megközelítése egy új elméleten alapul, hogy miért öregszünk. A test legtöbb sejtje ugyanazokat a DNS-molekulákat tartalmazza, de széles körben változatos funkciókkal rendelkezik. E specializáció elérése érdekében ezeknek a sejteknek csak a típusukra jellemző géneket kell olvasniuk. Ez a szabályozási funkció az epigenóma, a gének be-és kikapcsolásának rendszere bizonyos mintákban anélkül, hogy megváltoztatná a gén alapvető alapjául szolgáló DNS-szekvenciáját.

Ez az elmélet azt állítja, hogy az epigenómának az idő múlásával bekövetkező változásai miatt a sejtek rossz géneket olvasnak, hibás működést eredményezve az öregedés betegségeit. Az epigenóma egyik legfontosabb változása a DNS-metiláció, egy olyan folyamat, amellyel a metilcsoportokat a DNS-re kötik. A DNS-metiláció mintáit az embrionális fejlődés során határozzák meg a különböző sejttípusok előállításához. Idővel a DNS-metiláció fiatalos mintái elvesznek, és a sejtekben lévő gének, amelyeket be kell kapcsolni, ki vannak kapcsolva, és fordítva, ami károsodott sejtfunkciót eredményez. Ezen DNS-metilációs változások némelyike kiszámítható, és egy sejt vagy szövet biológiai korának meghatározására használták.

még nem tisztázott, hogy a DNS-metiláció vezet-e az életkorral kapcsolatos változásokhoz a sejtekben. A jelenlegi tanulmányban a kutatók feltételezték, hogy ha a DNS-metiláció valóban szabályozza az öregedést, akkor néhány lábnyomának törlése visszafordíthatja az élő szervezetekben lévő sejtek korát, és visszaállíthatja őket korábbi, fiatalosabb állapotukba.

a múltbeli munka ezt a teljesítményt a laboratóriumi edényekben termesztett sejtekben érte el, de elmaradt az élő szervezetekre gyakorolt hatás bizonyításától.

az új eredmények azt mutatják, hogy a megközelítés állatokban is alkalmazható.

egy fontos akadály leküzdése

vezető tanulmány szerzője, Yuancheng Lu, a HMS genetika kutatója és a Sinclair laboratóriumának volt doktori hallgatója kifejlesztett egy génterápiát, amely biztonságosan megfordíthatja a sejtek életkorát egy élő állatban.

Lu munkája épül a Nobel-díjas felfedezés Shinya Yamanaka, aki azonosította a négy transzkripciós faktorok, Oct4, Sox2, Klf4, a c-Myc, hogy lehetne törölni epigenetics jelölő sejtek vissza ezek a sejtek a primitív embrionális állapotban, ahonnan alakulhat bármilyen más típusú sejt.

a későbbi vizsgálatok azonban két fontos visszaesést mutattak. Először is, felnőtt egerekben történő alkalmazás esetén a négy Yamanaka tényező a tumor növekedését is kiválthatja, ami a megközelítést nem biztonságossá teszi. Másodszor, a tényezők visszaállíthatják a sejtállapotot a legprimitívebb sejtállapotra, így teljesen törölhetik a sejt identitását.

Lu és kollégái a megközelítés kissé módosításával megkerülték ezeket az akadályokat. Eldobták a C-Myc gént, és csak a fennmaradó három Yamanaka gént, az Oct4-et, a Sox2-t és a Klf4-et adták át. A módosított megközelítés sikeresen megfordította a sejtek öregedését anélkül, hogy táplálta volna a tumor növekedését vagy elvesztette identitását.

A látóideg regenerációjára alkalmazott génterápia

a jelenlegi vizsgálatban a kutatók a központi idegrendszer sejtjeit célozták meg, mivel ez az öregedés által érintett test első része. A születés után a központi idegrendszer regenerálódási képessége gyorsan csökken.

annak tesztelésére, hogy a fiatal állatok regeneratív kapacitása felnőtt egereknek átadható-e, a kutatók a módosított háromgén-kombinációt AAV-n keresztül a látóideg-sérüléssel rendelkező felnőtt egerek retinális ganglionsejtjeibe szállították.

a munkáért Lu és Sinclair együttműködött Zhigang He-vel, a Bostoni Gyermekkórház neurológiai és szemészeti Tanszékének HMS professzorával, aki a látóideg és a gerincvelő neuro-regenerációját tanulmányozza.

a kezelés a sérülés után a túlélő retina ganglionsejtek számának kétszeres növekedését, az idegregeneráció ötszörösét eredményezte.

“a projekt elején sok kollégánk azt mondta, hogy megközelítésünk kudarcot vall, vagy túl veszélyes lenne ahhoz, hogy valaha is használják” – mondta Lu. “Eredményeink azt sugallják, hogy ez a módszer biztonságos, és potenciálisan forradalmasíthatja a szem és sok más, az öregedés által érintett szerv kezelését.”

Megfordítása a glaukóma, valamint az életkorral összefüggő látásvesztés

a Következő a biztató eredmények egerek látóideg sérülések, a csapat társ-val kollégák Schepens Szem Research Institute of Massachusetts Szem, a Fül Bruce Ksander, HMS docens szemészet, Meredith Gregory-Ksander, HMS adjunktus szemészet. Két kísérletsorozatot terveztek: az egyik annak tesztelésére, hogy a három gén koktél képes-e visszaállítani a glaukóma miatti látásvesztést, a másik pedig annak megállapítására, hogy a megközelítés visszafordíthatja-e a normál öregedésből eredő látásvesztést.

a glaukóma egérmodelljében a kezelés az idegsejtek elektromos aktivitásának növekedéséhez és a látásélesség jelentős növekedéséhez vezetett, amit az állatok azon képessége alapján mértek, hogy a képernyőn mozgó függőleges vonalakat láthatnak. Figyelemre méltó, hogy ezt követően a glaukóma által kiváltott látásvesztés már bekövetkezett.

“a sérülés bekövetkezése után a vizuális funkció visszanyerését a tudósok ritkán bizonyították” – mondta Ksander. “Ez az új megközelítés, amely sikeresen megfordítja az egerek látásvesztésének több okait retina transzplantáció nélkül, új kezelési módot jelent a regeneratív gyógyászatban.”

a kezelés hasonlóan jól működött idős, 12 hónapos egerekben, akiknek a normális öregedés miatt csökkent a látása. Az idős egerek kezelését követően a látóideg sejtjeinek génexpressziós mintái és elektromos jelei hasonlóak voltak a fiatal egerekhez, és a látás helyreállt. Amikor a kutatók elemezték a kezelt sejtek molekuláris változásait, fordított DNS-metilációs mintákat találtak — egy megfigyelés, amely arra utal, hogy a DNS-metiláció nem pusztán marker vagy szemlélő az öregedési folyamatban, hanem inkább egy aktív szer, amely vezeti.

“Ez azt mondja nekünk, hogy az óra nem csak az időt képviseli — itt az idő” – mondta Sinclair. “Ha visszahúzza az óra kezét, az idő visszafelé is megy.”

a kutatók azt mondták, hogy ha megállapításaikat további állati munkában megerősítik, két éven belül klinikai vizsgálatokat kezdeményezhetnek a megközelítés hatékonyságának tesztelésére glaukómában szenvedő embereknél. Eddig az eredmények biztatóak-mondták a kutatók. A jelenlegi vizsgálatban az egerek egyéves, teljes testű kezelése a háromgénes megközelítéssel nem mutatott negatív mellékhatásokat.

kapcsolódó

Patkányagy-vizsgálat.

Összekapcsolása látás, mozgás

a Kutatók legfontosabb az a megállapítás, hogy segíthet önműködő autók ‘látni’

Fogalmi illusztrálja, MRI.

értelme, hogy a vak ‘látni’ szín

a Tanulmány azt sugallja, hogy a vak a látó élmény vizuális jelenségek másképp, de egy közös megértése őket

Más szerzők a papír közé Benedikt Brommer, Xiao Tian Anita Krishnan, Margarita Meer, Chen Wang, Daniel Vera, Qiurui Zeng, Doudou Yu, Michael Bonkowski, Jae-Yang Hyun, Songlin Zhou, Emma Hoffmann, Margarete Karg, Michael Schultz, Alice Kane, Noah Davidsohn, Ekaterina Korobkina, Karolina Chwalek, Luis Rajman, George Church, Konrad Hochedlinger, Vadim Gladyshev, Steve Horvath és Morgan Levine.

ezt a munkát részben a Harvard Medical School Epigenetics Seed Grant and Development Grant, a Glenn Alapítvány orvosi kutatás, Edward Schulak, a National Institutes of Health (grants R01AG019719,R37AG028730, R01EY026939, R01EY021526, R01AG067782, R01GM065204, R01AG065403, r01ey025794, r24ey028767 és R21ey030276), valamint a St. Vincent De Paul Alapítvány.

Kategória: Articles

0 hozzászólás

Vélemény, hozzászólás?

Avatar placeholder

Az e-mail-címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük