Z wiekiem starzeją się wszystkie komórki w naszym ciele, które z biegiem czasu kumulują uszkodzenia. Ale dlaczego nasze potomstwo nie dziedziczy tych zmian – skutecznie starzejąc dziecko jeszcze przed urodzeniem – było tajemnicą. „Kiedy się rodzisz, nie dziedziczysz wieku swoich rodziców” – mówi Yukiko Yamashita, biolog rozwoju z MIT, która bada nieśmiertelność komórek zarodkowych, takich jak komórki jajowe czy plemniki. „Z jakiegoś powodu jesteś na zero”.
Eksperci kiedyś myśleli, że komórki zarodkowe mogą być wieczne —chronione w jakiś sposób przed upływem czasu. Ale badania wykazały oznaki starzenia się komórek jajowych i nasienia, obalając ten pomysł. Dlatego naukowcy postawili hipotezę, że komórki linii zarodkowej mogą zamiast tego zresetować swój wiek po zapłodnieniu, odwracając wszelkie uszkodzenia.
W nowym badaniu naukowcy opisują dowody potwierdzające tę hipotezę odmłodzenia. Wydaje się, że zarówno mysie, jak i ludzkie komórki zarodkowe resetują swój wiek biologiczny we wczesnych stadiach rozwoju zarodka. Okres odmładzania, który ma miejsce po przyczepieniu się zarodka do macicy, ustawia rosnący zarodek w najmłodszym wieku biologicznym, zwanym „punktem zerowym”, donoszą naukowcy 25 czerwca.
Zrozumienie, w jaki sposób komórki zarodkowe odwracają proces starzenia, może pomóc naukowcom w opracowaniu metod leczenia chorób związanych z wiekiem, takich jak zapalenie stawów lub choroba Parkinsona, mówi Vittorio Sebastiano, biolog rozwojowy ze Stanford University School of Medicine, który nie był zaangażowany w prace. W takich chorobach niektóre komórki mogą stać się dysfunkcyjne z powodu uszkodzenia. Zresetowanie wieku tych komórek może zapobiec powodowaniu przez nie problemów.
Możliwe, że ten okres odmładzania „można w jakiś sposób wykorzystać i przejąć, aby zasadniczo promować podobne procesy odmładzania w normalnych komórkach” – mówi Sebastiano.
Vadim Gladyshev, biochemik i genetyk, który bada starzenie się w Harvard Medical School i Brigham and Women’s Hospital w Bostonie, wraz z kolegami wykorzystali zegary molekularne, aby przewidzieć przybliżony wiek zarodków myszy we wczesnych stadiach rozwoju. Zegary mierzą zmiany epigenetyczne, chemiczne znaczniki DNA, które mogą powstawać wraz ze starzeniem się komórek lub narażeniem na takie czynniki, jak zanieczyszczenie. Takie znaczniki mogą zmienić aktywność genu, ale nie informacje, które zawiera gen.
Naukowcy badali wiek biologiczny zarodków, który odnosi się do funkcji i zdrowia komórek, w przeciwieństwie do wieku chronologicznego, który oznacza czas w latach. Śledząc zmiany epigenetyczne, zespół odkrył, że wiek zarodków myszy pozostawał stały podczas pierwszych etapów podziału komórek bezpośrednio po zapłodnieniu. Jednak około 6,5 do 7,5 dnia rozwoju, po tym, jak zarodek przyczepił się do macicy, średni biologiczny wiek zarodków spadł – znak, że komórki przechodzą jakiś rodzaj odmłodzenia. Naukowcy twierdzą, że punkt zerowy zarodka myszy może znajdować się od 4,5 do 10,5 dnia po zapłodnieniu. W pewnym momencie rozwoju, chociaż dokładny punkt jest nadal niejasny, wiek biologiczny zarodków myszy zaczął się podnosić.
Badanie embrionów ludzkich na najwcześniejszych etapach rozwoju jest zabronione, więc podobne dane dla ludzi były niedostępne, mówi Gładyszew. Ale niektóre ludzkie embriony, które były nieco dalej w rozwoju niż embriony myszy, nie starzały się od razu, co wskazuje, że podobny proces zachodzi u ludzi.
Badanie jest pierwszym krokiem i „przynosi więcej pytań niż odpowiedzi”, mówi Sebastiano, „co jest świetne”. Niektóre z tych pytań to: Jaki mechanizm popycha komórki do zresetowania ich wieku? Czy istnieją określone geny, które napędzają ten proces? Czy wszystkie żywe istoty odmładzają się w ten sposób?
Mimo to istnieją powody, aby być ostrożnym w interpretacji wyników, mówi Yamashita, który nie był zaangażowany w badanie. Możliwe, że zmiany epigenetyczne to tylko część historii, więc poleganie wyłącznie na nich może prowadzić do błędnych obliczeń. Inne czynniki związane z biologicznym wiekiem komórki obejmują na przykład to, czy komórka ma wiele kopii określonych genów. W rezultacie zegary mierzące zmiany epigenetyczne mogą nie wskazywać dokładnego „punktu zerowego” dla komórek linii zarodkowej. Przyszłe prace mogą odkryć inne zjawiska, które pomogą mierzyć wiek komórek, mówi Yamashita.
