Epigenetski lifting

V tokratnem Zbritoffu poročamo o raziskavi, ki je bila nedavno objavljena v reviji Nature. V sklopu raziskave je znanstvenicam in znanstvenikom uspelo deloma regenerirati očesno tkivo miši. Ta podvig jim je uspel z izražanjem le treh vnešenih transkripcijskih faktorjev. Ostrino vida so izboljšali po namerni poškodbi vidnega živca ter po poslabšanju vida zaradi starosti miši.

Raziskovalci in raziskovalke so pri zastavitvi eksperimenta sledili naslednjemu miselnemu procesu: s staranjem celice pridobivajo več in več epigenetskih sprememb, na primer sprememb metilacijskega vzorca DNK. To predrugači izražanje v mladosti zastavljenega programa diferenciranih celic. Pri tem se zmanjša njihov regeneracijski potencial. Eden izmed prvih tipov celic, ki izgubijo zmožnost obnavljanja, so celice centralnega živčnega sistema. To se na primer kaže v izgubi zmožnosti obnove retinalnih ganglijskih celic in sicer le nekaj dni po rojstvu organizma. Gre za celice, ki aksone iztezajo stran od mrežnice in tvorijo vidni živec. 

Znanstvenik Šinja Jamanaka je s svojim sodelavcem že leta 2006 pokazal, da je mogoče odrasle celice s pomočjo nekaj transkripcijskih faktorjev reprogramirati nazaj v pluripotentne matične celice. Za slednje sta značilna sposobnost diferenciacije v katerikoli tip telesne celice ter velik regeneracijski potencial. Transkripcijski faktorji so proteini, ki regulirajo izražanje genov. V članku, ki smo ga danes vzeli pod drobnogled, so znanstveniki in znanstvenice preverjali, ali se lahko z uporabo teh faktorjev doseže ponastavitev metilacijskih vzorcev in s tem povrne regeneracijska zmožnost retinalnih ganglijskih celic v mišjem očesu. Pri tem so želeli ohraniti enak tip celic. Drugače povedano, želeli so pomladiti živčno celico in jo pri tem ohraniti, no, živčno.

V virusni vektor so vgradili gene za tri Jamanakove transkripcijske faktorje, ki so jih postavili pod nadzor inducibilnega genetskega stikala. Vektor so nato vbrizgali v steklovino mišjega očesa. Z inducibilnim stikalom so dosegli, da so se želeni geni izražali le ob prisotnosti specifične molekule, ki so jo po želji dodali v vodo, namenjeno mišjim testirancem. Živčne celice so pri tem ostale živčne celice. Tudi po petnajstih mesecih izražanja vnešenih genov niso opazili razvoja tumorjev ali drugih strukturnih sprememb v očesu. 

Z indukcijo izražanja transkripcijskih faktorjev so raziskovalke in raziskovalci po namerni poškodbi vidnega živca dosegli regeneracijo in preživetje retinalnih ganglijskih celic. Opazili so, da so se aksoni podaljšali, izboljšala pa se je tudi ostrina vida. Podobno so dosegli pri miših, katerih vid je bil poslabšan zaradi starosti.

Poškodbe naj bi vodile do podobnih sprememb v metilacijskem vzorcu kot staranje. V raziskavi so potrdili, da se po poškodbi v netretiranih celicah poveča metilacijska starost DNK in da indukcija izražanja Jamanakovih transkripcijskih faktorjev ta proces zavre. Celica očitno kljub staranju obdrži informacijo z navodili za mlajšo verzijo same sebe. Z novimi molekularnobiološkimi intervencijami jo znamo v to stanje tudi povrniti. 

Z vami je epigenetsko pomlajevanje raziskovala vajenka Ela.