Ερευνητές «αναζωογονούν» γερασμένα αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα σε ποντίκια

Στα βάθη του μυελού των οστών μας λειτουργεί ακατάπαυστα ένας από τους πιο κρίσιμους βιολογικούς μηχανισμούς: τα αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα, ή HSCs, τα οποία παράγουν διαρκώς νέα αιμοσφαίρια και στηρίζουν το ανοσοποιητικό σύστημα. Με την ηλικία, όμως, αυτή η μηχανή αρχίζει να χάνει την απόδοσή της. Τα HSCs γίνονται πιο αργά, κάνουν περισσότερα λάθη και αυξάνουν τον κίνδυνο για αναιμία, λοιμώξεις και καρκίνο. Τώρα, μια νέα μελέτη σε ποντίκια υποστηρίζει ότι η διαδικασία αυτή ίσως δεν είναι τόσο αμετάκλητη όσο πιστεύαμε.

Μια διεθνής ερευνητική ομάδα από το Icahn School of Medicine at Mount Sinai και το Paris Cité University ανακάλυψε έναν τρόπο να επαναφέρει γηρασμένα HSCs σε μια πιο «νεανική» και λειτουργική κατάσταση. Η δουλειά τους επικεντρώνεται σε ένα μικροσκοπικό αλλά ζωτικό οργανίδιο: τα λυσοσώματα. Αυτά λειτουργούν σαν μικρά ανακυκλωτήρια μέσα στο κύτταρο, διασπώντας παλιά ή άχρηστα μόρια σε νέα δομικά υλικά. Όταν όμως η λειτουργία τους αποδιοργανώνεται, ολόκληρο το σύστημα αρχίζει να δυσλειτουργεί.

Σύμφωνα με τη μελέτη, τα λυσοσώματα στα HSCs ηλικιωμένων ποντικών εμφανίζονται υπερβολικά όξινα και υπερδραστήρια. Αυτή η ανισορροπία οδηγεί τα κύτταρα σε έναν μεταβολικό «πανικό», αυξάνοντας υπερβολικά τη χρήση γλυκόζης και διαταράσσοντας την ενεργοποίηση του γενετικού τους υλικού. Με άλλα λόγια, τα γηρασμένα HSCs δεν κάνουν απλώς λιγότερα· κάνουν τα λάθος πράγματα, την λάθος στιγμή.

Η αντίθεση με τα νεαρά HSCs είναι εντυπωσιακή. Τα νεότερα κύτταρα χαρακτηρίζονται από μια κατάσταση ηρεμίας, την quiescence, η οποία λειτουργεί σαν προστατευτικό φρένο. Μένοντας σε αυτήν την παύση, αποφεύγουν το στρες και τις βλάβες στο DNA, διατηρώντας την ικανότητα αναγέννησης όταν τελικά χρειαστεί να ενεργοποιηθούν. Τα γερασμένα κύτταρα, με τα λυσοσώματά τους εκτός ελέγχου, χάνουν αυτή την προστατευτική κατάσταση και εξαντλούνται ταχύτερα.

Η ομάδα με επικεφαλής τη βιολόγο Saghi Ghaffari πειραματίστηκε με μια χημική ουσία, την κονκαναμυκίνη Α, που επιβραδύνει τη λειτουργία των λυσοσωμάτων και μειώνει την οξύτητά τους. Όταν απομόνωσαν τα HSCs από ηλικιωμένα ποντίκια, τα επεξεργάστηκαν με το χημικό και στη συνέχεια τα επανέφεραν στο σώμα των ζώων, το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό. Η ικανότητα του ιστού να παράγει νέα αιμοσφαίρια αυξήθηκε οκταπλάσια.

Ακόμη πιο ενδιαφέρον είναι ότι τα «διορθωμένα» κύτταρα άρχισαν να συμπεριφέρονται σαν νεότερα. Επανέκτησαν την ικανότητα να αναγεννιούνται, παρήγαγαν τα σωστά είδη αιμοσφαιρίων στις σωστές αναλογίες και δεν εμφάνισαν τις χαρακτηριστικές ανισορροπίες που συνδέονται με τη γήρανση του ανοσοποιητικού. Η Ghaffari συνοψίζει το εύρημα με μια φράση που έχει ήδη προκαλέσει συζητήσεις: «Η γήρανση στα αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα δεν είναι αναπόφευκτη. Μπορούν να επιστρέψουν σε μια νεανική κατάσταση».

Η ανακάλυψη αυτή έχει ιδιαίτερη σημασία για τις μεταμοσχεύσεις βλαστοκυττάρων, όπου συχνά ο ίδιος ο ασθενής δεν μπορεί να δώσει κατάλληλο δείγμα επειδή τα κύτταρά του είναι ήδη «κουρασμένα». Στα πειράματα, τα αναζωογονημένα HSCs μεταμοσχεύθηκαν επιτυχώς σε ζωικά μοντέλα, κάτι που αφήνει περιθώριο αισιοδοξίας ότι ένα αντίστοιχο ex vivo πρωτόκολλο θα μπορούσε στο μέλλον να βελτιώσει την ποιότητα μοσχευμάτων σε ανθρώπους.

Παρ’ όλα αυτά, οι ερευνητές προειδοποιούν ότι βρισκόμαστε ακόμη στα πρώτα βήματα. Η μελέτη διεξήχθη αποκλειστικά σε ποντίκια και τα λυσοσώματα, αν και φαίνονται να έχουν κεντρικό ρόλο στη γήρανση των HSCs, εντάσσονται σε έναν πολύ πιο σύνθετο βιολογικό χάρτη. Η παρέμβαση στο μεταβολισμό τους είναι μια λεπτή και ριψοκίνδυνη διαδικασία, και η χρησιμότητα της concanamycin A στον άνθρωπο χρειάζεται σχολαστική έρευνα.

Ωστόσο, η κατεύθυνση που ανοίγει η μελέτη είναι πολλά υποσχόμενη. Αν η στόχευση της λυσοσωμικής δυσλειτουργίας μπορεί πράγματι να αποκαταστήσει τη νεότητα των HSCs, τότε ίσως στο μέλλον να μπορούμε να αντιμετωπίζουμε όχι μόνο ανοσολογικές ανεπάρκειες και αιματολογικές διαταραχές, αλλά και ορισμένα από τα ευρύτερα προβλήματα της βιολογικής γήρανσης.

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Cell Stem Cell και ήδη συζητείται ως μια πιθανή αλλαγή παραδείγματος στην κατανόηση της γήρανσης των βλαστοκυττάρων. Για την ώρα, πάντως, το μήνυμα είναι συγκρατημένα αισιόδοξο: η διαδικασία της γήρανσης ίσως δεν είναι τόση μονόδρομος όσο πιστεύαμε και με τα κατάλληλα εργαλεία, τα κύτταρα μας μπορεί να έχουν πολύ μεγαλύτερες δυνατότητες «επιστροφής» απ’ όσες τους αποδίδαμε μέχρι σήμερα.