Sejtek molekuláris átprogramozásával sikeresen helyreállították egerek látását
![](https://assets.4cdn.hu/kraken/6lvVF1TVtMnB6B6Gs-xxs.jpeg?width=96&height=96&fit=crop)
Kutatóknak most először sikerült egerek szemében lévő idegsejteket fiatalabb állapotukba visszaállítani, és ezzel helyrehozni az állatok látását. Az öregedés egyik lehetséges folyamatára fényt derítő tanulmány a Nature folyóiratban jelent meg ma délután. A kutatómunka idővel elvezethet olyan, öregedéssel összefüggő idegrendszeri megbetegedések terápiájához, mint a glaukóma (zöldhályog).
Az öregedés folyamata során állatoknál szervek és szövetek funkcionális hanyatlására kerül sor, amelynek sejt- és molekuláris szintű mozgatórugói pontosan még nem tisztázottak. Az öregedést részben valószínűleg az úgynevezett epigenetikus mechanizmusok okozzák, amelyek a DNS-szekvencián kívül tárolnak a gének kifejeződését és aktivitását befolyásoló genetikai információt. Az ok ezek molekuláris megváltozásában (epigenetikus zaj) keresendő.
Mindebben molekuláris szinten több nagyon fontos folyamat játszik szerepet, köztük a DNS-metiláció is, amivel a szakemberek mostani kutatásukban foglalkoztak. A DNS-metiláció során metilcsoportok (-CH3) kerülnek enzimek segítségével a citozin (és kisebb részben) adenin DNS-bázisokra. A folyamat kulcsfontosságú szerepet játszik a gének kifejeződésének és a gerincesek egyedfejlődésének szabályozásában. Összességében tehát az öregedés egyik kiváltója az idővel elsősorban (de nem minden esetben) degradálódó epigenetikus információ lehet, ami miatt felborul a gének kifejeződésének mintázata, és végül sejtek, majd szövetek hibás működéséhez és regenerációs képességük elvesztéséhez vezet.
![A DNS-metiláció során metil csoportok (-CH3) kerülnek enzimek segítségével a citozin (és kisebb részben) adenin DNS-bázisokra. A folyamat kulcsfontosságú szerepet játszik a gének kifejeződésének és a gerincesek egyedfejlődésének szabályozásában. A DNS-metiláció során metil csoportok (-CH3) kerülnek enzimek segítségével a citozin (és kisebb részben) adenin DNS-bázisokra. A folyamat kulcsfontosságú szerepet játszik a gének kifejeződésének és a gerincesek egyedfejlődésének szabályozásában.](https://assets.4cdn.hu/kraken/7XFZ6PjQkQQpDJADs.png)
David Sinclair és kollégái, köztük a neves genetikus, George M. Church, kutatásuk során arra voltak kíváncsiak, hogy ez a többségében degradálódott információ visszaállítható-e idősebb egyedekben, javítva vagy helyreállítva a szövetek funkcióját, különös tekintettel a központi idegrendszerre. Ehhez egy a szemben található idegsejttel, a retinális ganglionsejttel foglalkoztak. Ezek köztes sejteken keresztül a fotoreceptorokból érkező vizuális információt továbbítják hosszú nyúlványaik, azaz axonjaik segítségével az agyba, a látóidegen keresztül. Ezek az axonok csak korai fejlődési szakaszban képesek regenerálódni, később már nem. A retinális ganglionsejtek axonjainak, így a látóidegnek a károsodása a glaukóma egyik fő jellemzője.
A kísérletek bizonyították, hogy olyan kifejlett egerekben, amelyek látóidege károsodott, ezek a sejtek molekulárisan átprogramozhatók fiatalabb állapotba, mégpedig úgynevezett transzkripciós faktorok segítségével. Ezek olyan fehérjék, amelyek a DNS hírvívő RNS-é (mRNS) való átírását szabályozzák úgy, hogy egy meghatározott DNS-szakaszhoz kapcsolódnak. A kutatók három ilyen, a Nobel-díjas őssejtkutatóról, Shinya Yamanakáról elnevezett OSK transzkripciós faktort, az OCT4-et, az SOX2-t és a KLF4-et fejeztek ki az álltaokban, ártalmatlan adenovírus-vektorok segítségével. Adataik alapján az OSK faktorok 10-18 hónapon át tartó kifejezése nem járt negatív következménnyel az állatok egészségére, nem növelte a tumorok keletkezésének gyakoriságát, és a sejtjeik nem vesztették el saját, specializált tulajdonságaikat.
Az OSK faktorok visszaállították a fiatal egyedekre jellemző DNS-metilációs mintázatot a ganglionsejtekben, és így a sejtek képesek voltak az axonok regenerációjára – olyannyira, hogy néhány közülük a látóideig szinte teljes hosszában regenerálódott. Ugyanezzel a módszerrel jelentős látásjavulást értek el a glaukómát modellező egerekben, ami a szakemberek szerint a legelső példát jelenti a látás részleges helyreállítására glaukómás sérülést követően. Idősebb, 12 hónapos egerek esetén 12 hónapnyi természetes látásromlást sikerült visszafordítani, azonban 18 hónapos egereknél már nem figyeltek meg hasonló hatást.
A Nature-nek a kutatási eredményről véleménycikket író Andrew Huberman neurobiológus leszögezte, hogy bár nem tudjuk pontosan, hogy ezek a transzkripciós faktorok milyen hatást idéznek elő az emberi szervezetben, nagy valószínűséggel alkalmasak lehetnek idegsejtek helyreállítására. Ezt támasztja alá az is, hogy a David Sinclair és kollégái által emberi idegsejtekben végzett in vitro OSK transzkripciós faktorok kifejezésével járó kísérletek után a sejtek szintén axonregeneráció jeleit mutatták.
A kutatók eredményei bizonyítékkal szolgálnak arra, hogy az OSK transzkripciós faktorok kifejezése éllatokban biztonságos módon képes lehet képes lehet a központi idegrendszeri idegsejtek epigenetikus mintázatának helyreállítására. A faktorok lényegében visszaállítják a fiatal sejtekre jellemző epigenetikus és génkifejeződési mintázatot, így ezek a sejtek funkcionálisan ismét fiatalnak tekinthetők. Azt is fontos ugyanakkor leszögezni, hogy a DNS-metiláció közel sem az egyetlen lényeges epigenetikus jelzés (marker), amely részt vehet az öregedés folyamatában és annak esetleges visszafordításában.
A kutatás eredményei arra utalnak, hogy epigenetikus újraprogramozással, akár génterápián keresztül, elméletileg emberekben is lehetséges az öregedéshez köthető károsodások regenerációja és a szövetek funkcióinak visszaállítása. Emellett úgy tűnik, hogy a sejtek, legalábbis emlősök esetén, képesek egyfajta biztonsági mentésként különböző molekuláris genetikai mechanizmusok segítségével eltárolni a korai állapotukat leképező epigenetikai információt.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten: