Yaşlanmak, varoluşu deneyimlemenin bedeli olarak görülebilir. Doğal hücresel yaşlanma, hücrelerin özelleşmesiyle başlar. Bir kök hücre belirli bir hücre tipine dönüştüğünde, bir daha asla değişemez; örneğin, yağ hücreleri kas hücrelerine dönüşemez.
Ancak bilim insanları, hücreleri dönüştürmeyi başarıyor. Son bir çalışmada, yaşlı kan hücreleri, yaşlandıkça gençleşen beyin kök hücrelerine dönüştürüldü.
Almanya'daki Bonn Üniversitesi Hastanesi ve Bonn Üniversitesi'nden araştırmacılar, yöntemlerini Aging Cell dergisinde detaylandırdı. Hücre dönüşümleri iki ana yolla gerçekleştirilebilir. İlk ve daha dolaylı yol, belirli bir hücreyi önce çok yönlü bir kök hücreye (embriyonik 'boş sayfa' gibi) geri döndürüp ardından farklı bir hücre tipine dönüştürür. İkinci yöntem ise ara aşamayı atlayarak hücreyi doğrudan farklı bir tipe dönüştüren 'doğrudan dönüşüm' yöntemidir.
Bonn Üniversitesi Hastanesi'nde Rekonstrüktif Nörobiyoloji Enstitüsü Direktörü Oliver Brüstle, bu yöntemle kırmızı kan hücresi öncüllerini doğrudan nöral kök hücrelere dönüştürdüklerini belirtti.
Araştırmacılar, yeni doğanlardan 101 yaşına kadar 15 kişiden alınan donör hücrelerini kullandı. Özellikle, henüz tam olgunlaşmamış kırmızı kan hücrelerine benzeyen eritroid öncül hücreleri (EPC) alıp bunları beyin öncül hücreleri olan indüklenmiş nöral kök hücrelere (iNSC) dönüştürdüler.
Bu doğrudan dönüşüm, genetik kısayol aracılığıyla, genellikle hücreleri yok eden beklenmedik bir araç kullanılarak gerçekleştirildi. Araştırmacılar, hücrelerin tür değiştirmesi için iki transkripsiyon faktörü (DNA'ya bağlanıp gen aktivitesini düzenleyen proteinler) göndermek üzere bir virüs kullandı. Ardından, sonuçta ortaya çıkan yaşlanma karşıtı etkileri ve genetik davranışı izlemek için DNA metilasyon ölçümleri ve RNA dizileme gibi iki genom analizi yöntemi kullandılar.
Viral 'enfeksiyon'dan sonraki 12. günde, hücreler yeni kimliklerini göstermeye başladı; kan benzeri proteinleri bırakıp yerine sinir benzeri proteinlerin ifadesini koydular.
Başlangıçta, EPC'lerin epigenetik yaşı (zamanla biriken DNA değişiklikleri) donörlerin kronolojik yaşı ile yüksek oranda ilişkiliydi. Boş sayfa hücrelerinin, kan örneğini bağışlayan kişinin yaşı ne olursa olsun, bir embriyonik duruma geri döndüğü ve gençleştiği biliniyor. Bu nedenle araştırmacılar, kullandıkları doğrudan dönüşüm yönteminin de dönüştürülen hücreleri gençleştirip gençleştirmediğini görmek istediler.
İlginç bir şekilde, bu dönüşüm gerçekleşti, ancak iki kattan fazla zaman aldı. Ancak asıl heyecan verici kısım bundan sonra başladı: Nöronal kök hücreler yaşlandıkça gençleşmeye devam etti (bu paradoksa rağmen).
Takip eden 50 ila 100 gün boyunca, hücreler gençleşmeye devam etti ve sonunda donör yaşının yaklaşık yüzde 5'ine ulaştı. Epigenetik yaşla ilgili özelliklerin çoğunluğu dönüşüm sürecinin yaklaşık 50. gününde sıfırlandı. Başka bir deyişle, sezgilere aykırı olarak, yaşlandıkça gençleştiler.
Araştırmacılar, dönüştürülen hücrelerin adeta 50 günde 60 yıl gençleştiğini belirterek, hücreler için 'yılları eritmenin' mümkün olduğunu kanıtladılar.
Peki bu hücreler gerçekten daha mı gençti, yoksa sadece öyle mi görünüyorlardı? Brüstle, epigenetik gençleşmenin hücrelerin gerçekten genç hücreler gibi davranmasını sağladığını belirtti.
Araştırmacılar, protein ifadesi ve gençleşmiş hücrelerin geri dönüşüm yetenekleri dahil olmak üzere birçok ölçümle bunu analiz etti. Hücreler ayrıca daha az DNA hasarı ve mitokondriyal toksisite gösterdi; bu da doğrudan dönüşüm hücrelerinin boş sayfa hücrelerine benzer faydalar sağladığını gösterdi.
İlginç bir şekilde, hücrelerin bölünme yetenekleri engellendiğinde bile biyolojik olarak gençleşmeye devam etmeleri, gençleşmelerinin bölünme yeteneklerine bağlı olmadığını düşündürüyor.
Araştırmacılar, çalışmanın bazı sınırlamalarına da değindi. Bunlar arasında yaşlanmayı geri alma modellerindeki potansiyel matematiksel yanlılıklar, karşılaştırma için doğal olarak yaşlanmış nöral kök hücrelerin eksikliği ve in vitro (laboratuvar ortamı) ile in vivo (canlı organizma) hücre davranış farklılıkları bulunuyor.
Ancak umut verici bir şekilde, bu şekilde tasarlanmış hücreler canlı kalabiliyor. Bonn'lu bilim insanlarının daha önceki araştırmalarında, bu hücreler farelerin beyinlerine nakledildikten sonra mevcut nöral hücrelerle bağlantı kurmuştu.
Bu tür genetiği değiştirilmiş fareler, nörodejenerasyonla etkilenen bireyler için beyin hücrelerinin tasarlanması olasılığını öne sürerek gelecekteki terapötik değerini gösteriyor.
Son olarak, dönüştürülen hücrelerin bu çalışmadaki uzun süreli varlığı, daha kolay incelenmelerini sağlıyor. Brüstle, bu kadar uzun bir süre boyunca devam eden gençleşmenin deneysel bir model olarak ideal olduğunu vurguladı. Epigenetik saatler birkaç hafta boyunca yavaşça sıfırlandığı için, bu modelin hangi faktörlerin ve aktif maddelerin gençleşme sürecini hızlandırdığını veya yavaşlattığını incelemek için kullanılabileceğini belirtti.
