Cartografierea Arhitecturii Celulare a Îmbătrânirii în 21 de Organe

Un nou studiu amplu publicat în revista Science, realizat de cercetătorii de la Universitatea Rockefeller, redefinește procesul de îmbătrânire ca fiind unul coordonat la nivelul întregului corp, aparent determinat de programe moleculare comune, mai degrabă decât de declinul izolat al țesuturilor.

Prin utilizarea profilării cromatinei la nivelul unei singure celule în 21 de țesuturi la șoareci, echipa a creat ceea ce ar putea fi cel mai cuprinzător atlas până în prezent despre modul în care îmbătrânirea redefinește identitatea și abundența celulară în corpul mamiferelor. Rezultatele lor sugerează că îmbătrânirea nu este doar o uzură treptată, ci mai degrabă un proces biologic reglementat și parțial sincronizat, susceptibil de a fi mai “tratabil” decât se presupunea anterior.

“Scopul nostru a fost să înțelegem nu doar ce se schimbă odată cu îmbătrânirea, ci și de ce”, afirmă autorul principal, Junyue Cao, PhD, care conduce Laboratorul de Genomică a Celulei Singure și Dinamica Populației. “Cartografiind atât schimbările celulare, cât și cele moleculare, putem identifica ce anume impulsionează îmbătrânirea. Acest lucru deschide ușa intervențiilor care țintesc însuși procesul de îmbătrânire.”

Echipa a profilat aproape șapte milioane de celule individuale de la 32 de șoareci, la trei etape de viață – adult tânăr (o lună), vârstă mijlocie (cinci luni) și bătrânețe (21 de luni) – folosind ATAC-seq la nivel de celulă unică optimizat pentru a măsura accesibilitatea cromatinei, un indicator al stării de reglare a genelor.

Au identificat peste 1.800 de subtipuri de celule distincte, inclusiv populații rare care nu au fost caracterizate anterior. Contrar presupunerii de lungă durată că îmbătrânirea modifică în principal funcționalitatea celulelor în loc de numărul lor, datele au relevat ceva mai structural: aproximativ 25% din tipurile de celule au arătat schimbări semnificative în abundență odată cu vârsta.

Populațiile de celule imune s-au extins în mai multe țesuturi. În contrast, populațiile specializate parenchimale – incluzând celule din rinichi, mușchi și plămâni – au scăzut.

“Sistemul este mult mai dinamic decât realizam”, spune Cao. “Și unele dintre aceste schimbări încep surprinzător de devreme. La vârsta de cinci luni, unele populații de celule începuseră deja să scadă. Asta ne spune că îmbătrânirea nu este ceva ce se întâmplă doar târziu în viață; este o continuare a proceselor de dezvoltare în curs.”

Pentru clinicieni, această descoperire este deosebit de relevantă. Dacă declinurile celulare cheie încep la mijlocul vieții, fereastra pentru intervenții preventive ar putea fi mai devreme decât se presupunea în mod tipic.

Poate cea mai revoluționară perspectivă este faptul că multe dintre aceste schimbări au fost sincronizate în organe îndepărtate. Stări celulare similare s-au extins sau contractat în paralel în mai multe țesuturi.

Aceasta contrazice modelul în care fiecare organ îmbătrânește independent. În schimb, sugerează factori sistemici, potențial factori circulanți, care coordonează traiectoriile de îmbătrânire în întreg corpul.

“Aceasta contestă ideea că îmbătrânirea este doar o degradare genomică aleatorie”, explică Cao. “În schimb, vedem puncte fierbinți de reglare specifice care sunt deosebit de vulnerabile.”

Din cele 1,3 milioane de regiuni genomice analizate, aproximativ 300.000 au arătat schimbări semnificative asociate vârstei în accesibilitatea cromatinei.

îmbătrânire, biologie, genetica, cromatina, ATAC-seq, celule, țesuturi, organe, genomics, cercetare, știință, Universitatea Rockefeller, Junyue Cao, mamifere, prevenție, intervenții, sănătate, medicină, biologie celulară, proces de dezvoltare

Sursa: Inside Precision Medicine