Gena responsabilă de îmbătrânirea celulelor umane

Gena GATA6 (proteina de legare GATA 6) reglează îmbătrânirea celulelor stem mezenchimale umane (MSC-mesenchymal stem/stromal cells), potrivit noilor cercetări de la Universitatea din Wisconsin-Madison.

Reprogramarea celulară poate inversa îmbătrânirea care duce la o scădere a activităților și funcțiilor celulelor MSC. Acesta este un lucru pe care cercetătorii îl știu de ceva vreme, dar nu ştiau ce mecanisme moleculare sunt responsabile de această inversare.

Un nou studiu, condus de Dr. Wan-Ju Li din cadrul Universității din Wisconsin-Madison, SUA, îmbunătăţeşte cunoștințele despre îmbătrânirea MSC și bolile asociate și oferă o perspectivă asupra dezvoltării strategiilor farmaceutice pentru reducerea sau inversarea procesului de îmbătrânire.

Atunci când celulele mezenchimale îmbătrânesc, factorul de transcripție GATA6 este produs din ce în ce mai mult în celulă pentru a induce răspunsul la îmbătrânire prin reprogramarea celulară bazată pe factorul de transcripție.

Celulele MSC în vârstă sunt întinerite printr-o reducere a efectelor GATA6 asupra îmbătrânirii celulare. Credit de imagine: AlphaMed Press.

„Studiul nostru se bazează pe unele descoperiri anterioare privind întinerirea MSC-urilor prin reprogramare celulară, dar oferă o perspectivă asupra modului cum MSC-urile reprogramate sunt reglementate molecular pentru a ameliora semnele distinctive ale îmbătrânirii, a spus Dr. Li.

Dr. Li și colegii au început prin derivarea MSC-urilor din lichidul sinovial uman (SF-MSC) și reprogramarea lor în celule stem pluripotente induse (iPSC).

Apoi au readus aceste iPSC-uri la stadiul de MSC-uri, de fapt întinerind MSC-urile.

„Atunci când am comparat MSC-urile reprogramate cu MSC-urile parentale, am constatat că activitățile legate de îmbătrânire au fost mult reduse în MSC-urile reprogramate comparativ cu cele din liniile lor parentale. Acest lucru indică o inversare a îmbătrânirii celulare ”, a explicat Dr. Li.

Oamenii de știință au efectuat apoi o analiză a celulelor pentru a determina dacă au existat modificări în expresia genei globale care rezultă din reprogramare.

Ei au descoperit că acțiunea proteinei GATA6, care joacă un rol important în dezvoltarea intestinului, a plămânilor și a inimii, a fost reprimată în celulele reprogramate în comparație cu celulele de control.

Această reprimare a condus la o creștere a activității unei proteine ​​esențiale dezvoltării embrionare numită arici sonic (SHH- sonic hedgehog ), precum și a unei alte proteine, FOXP1 , care este necesară pentru dezvoltarea corectă a creierului, inimii și plămânilor.

Astfel, am identificat calea GATA6 / SHH / FOXP1 ca un mecanism cheie care reglementează îmbătrânirea și întinerirea MSC-urilor, a explicat Dr. Li.

Pentru a determina care dintre factorii de transcripție Yamanaka (patru gene de reprogramare utilizate pentru a obține iPSC) au fost implicați în reprimarea GATA6 în iPSC, echipa a analizat acțiunea GATA6 ca răspuns la eliminarea fiecărui factor.

Acest lucru a confirmat că doar OCT4 și KLF4 sunt capabile să regleze activitatea GATA6, o constatare în concordanță cu cea a mai multor studii anterioare.

„Am fost în măsură să demonstrăm că SF-MSC-urile au suferit modificări substanţiale în proprietăţi şi funcţii ca urmare a reprogramării celulare”, a spus Dr. Li.

Aceste modificări ale iPSC-MSC-urilor indică ameliorarea îmbătrânirii celulare.

„Cel mai semnificativ, am reușit să identificăm calea de semnalizare GATA6 / SHH / FOXP1 ca un mecanism de bază care controlează activitățile legate de îmbătrânirea celulelor.

Credem că descoperirile noastre vor contribui la îmbunătățirea înțelegerii îmbătrânirii MSC-urilor și a semnificației sale în medicina regenerativă”.

Studiul cercetătorilor a fost publicat în revista Stem Cells.

Sursă: Sci-News