Schimbarea Metabolică Care Conduce la Disfuncția Celulelor Stem

Cercetătorii care au publicat recent în revista Nature Cell Discovery au descris modul în care atenuarea legată de vârstă a unui ax metabolic esențial provoacă pierderea capacităților funcționale ale celulelor stem derivate din țesutul adipos uman (hASCs).

Studiul începe prin sublinierea unei probleme fundamentale legate de utilizarea celulelor stem autologe (provenite de la pacient) în tratamentele pentru persoanele în vârstă: celulele în sine sunt îmbătrânite, ceea ce duce la pierderea capacității de auto-reînnoire și la incapacitatea de a-și îndeplini funcțiile naturale, ceea ce poate dăuna mai mult decât să ajute pacienții.

De asemenea, lucrarea evidențiază că celulele stem mezenchimale (MSCs), grup din care fac parte și hASCs, prezintă îmbătrânire asociată cu schimbări semnificative în mai multe componente metabolice. Glutationul redus (GSH) este asociat cu senescența acestor celule. N6-Metiladenozina (m6A), un component esențial al modificării ARN necesar pentru funcția celulară, a fost de asemenea identificat ca având un rol crucial în destinul MSCs din măduva osoasă, iar legătura sa cu procesarea GSH a fost, de asemenea, conectată la senescența celulară. Astfel, cercetătorii au căutat să determine în ce măsură m6A și căile sale asociate afectează îmbătrânirea celulelor stem.

În primul lor experiment, cercetătorii au comparat hASCs de la tineri și de la vârstnici pentru a determina în ce măsură îmbătrânirea afectează funcționarea acestor celule. Nu surprinzător, în ciuda faptului că au fost cultivate de același număr de ori, hASCs obținute de la sugari (I-hASCs) au avut o capacitate mult mai mare de proliferare și o probabilitate mai mică de a deveni senescente comparativ cu hASCs obținute de la persoane în vârstă de aproximativ 80 de ani (E-hASCs). I-hASCs au prezentat, de asemenea, o morfologie celulară mai bună, o migrație mai rapidă și o viabilitate mai mare, alături de o exprimare crescută a genelor legate de crearea de grăsime (adipogeneză), formarea vaselor de sânge (angiogeneză), funcția metabolică, vindecarea rănilor și activitatea generală.

Cercetătorii au testat aceste celule într-un model de șoarece pentru leziuni și transplant de grăsime, comparând I-hASCs, E-hASCs și un grup de control care nu a primit deloc celule stem. Cum era de așteptat, șoarecii cărora li s-au administrat I-hASCs s-au vindecat mai repede și au prezentat mai multă angiogeneză în grăsimea transplantată, împreună cu o inflamație redusă, foarte puține chisturi sau vacuole și aproape fără fibroză. Totuși, chiar și comparativ cu grupul de control, grupul căruia i-au fost administrate E-hASCs a prezentat o inflamație intensă, un număr mare de chisturi și vacuole și o fibroză intensă.

O analiză mai detaliată a expresiei genelor prin secvențierea ARN-ului unicelular a dezvăluit motivele posibile. Cercetătorii au reușit să împartă celulele în cinci clustere funcționale: Clusterul 1 (ACTA2+TAGLN+), cel mai comun în I-hASCs, a fost asociat cu mai multă angiogeneză, formare osoasă și procese metabolice; cercetările ulterioare au arătat că acest grup avea mai multă “stemness” și mai multă capacitate funcțională decât celelalte grupuri. Clusterul 2 a fost legat de anumite căi metabolice specifice lipidilor. Clusterul 3, abundent în E-hASCs, a fost legat de senescență și îmbătrânire, împreună cu distrugerea proteinelor și dizolvarea matricei extracelulare. Clusterul 4 a fost implicat în aderența celulară.

Sursa: Lifespan Life Extension