Skracanie ludzkich telomerów – czapek, które chronią nasze chromosomy przed pogorszeniem – jest związane ze starzeniem się oraz pojawiającymi się chorobami. Naukowcy z Stanford University School of Medicine w Kalifornii twierdzą, że odkryli metodę na wydłużenie tych telomerów, co może otworzyć nowe drogi leczenia wielu schorzeń związanych z wiekiem i genetyką.
Zespół badawczy, kierowany przez dr. Johna Ramunasa i dr. Eduarda Yakubova, opublikował swoje wyniki w renomowanym czasopiśmie naukowym.
Chromosomy, będące strukturami przypominającymi nici, znajdują się na końcu nici DNA, które zawierają naszą całą informację genetyczną. Telomery pełnią kluczową rolę w ochronie tych chromosomów przed uszkodzeniem podczas podziału komórkowego.
Jednak telomery ulegają skróceniu w każdej komórce, co prowadzi do momentu, w którym nie są już w stanie chronić chromosomów, co otwiera je na degenerację. To zjawisko przyczynia się do procesów starzenia oraz rozwoju różnych chorób.
Badanie ludzkich komórek w laboratoriach jest istotne dla odkrywania nowych sposobów leczenia takich schorzeń, jednak zespół zauważa, że skracanie telomerów stanowi wyzwanie; umożliwia to jedynie monitorowanie komórek przez krótki czas, zanim umrą.
Obecnie Ramunas, Yakubov i ich zespół twierdzą, że znaleźli sposób na wydłużenie długości telomerów, co może znacząco zwiększyć liczbę komórek ludzkich dostępnych do badań.
Nowa metoda zwiększyła długość telomerów nawet o 10%
Aby zwiększyć długość telomerów, zespół zastosował zmodyfikowany typ kwasu rybonukleinowego (RNA), który zawierał sekwencję kodującą TERT.
TERT to kluczowy składnik telomerazy – enzymu, który jest wyrażany przez komórki macierzyste i pomaga utrzymać zdrowie telomerów przekazywanych kolejnym pokoleniom. Chociaż komórki macierzyste produkują TERT, większość innych typów komórek tego nie robi.
W swoich badaniach naukowcy wskazują, że wprowadzenie zaledwie trzech aplikacji zmodyfikowanego RNA (zmodyfikowanego mRNA TERT) do ludzkich komórek w przeciągu kilku dni zwiększyło długość telomerów o prawie 10%. Zespół zauważa, że młode osoby mają telomery o długości około 8000-10000 nukleotydów, a zmodyfikowane RNA kodujące TERT zwiększyło tę długość o około 1000 nukleotydów.
Co więcej, badane ludzkie komórki skóry, które były poddane działaniu zmodyfikowanego mRNA TERT, dzieliły się około 28 razy więcej niż te, które nie były leczone, a ludzkie komórki mięśniowe podzieliły się około trzy razy więcej.
Ramunas przyznaje, że zespół był pozytywnie zaskoczony skutecznością zmodyfikowanego mRNA TERT w zwiększaniu długości telomerów.
«Poprzednie próby dostarczenia kodującego mRNA TERT wywołały odpowiedź immunologiczną przeciwko telomerazie, co mogło być szkodliwe» – dodaje.
«W przeciwieństwie do tego, nasza technika jest nieimmunogenna. Istniejące metody przedłużania telomerów działają powoli, podczas gdy nasza metoda przynosi rezultaty w ciągu zaledwie kilku dni, co sugeruje, że leczenie z użyciem naszej techniki może być krótkie i rzadkie.»
Wyniki mogą prowadzić do nowych metod leczenia genetycznych zaburzeń związanych z wiekiem
Naukowcy są przekonani, że ich nowa technika może doprowadzić do opracowania nowych metod leczenia chorób związanych z wiekiem oraz zaburzeń genetycznych wynikających ze skrócenia telomerów, takich jak dystrofia mięśniowa Duchenne’a – dziedziczne schorzenie nerwowo-mięśniowe, które według szacunków dotyka 1 na 3600 noworodków płci męskiej w USA.
Współautorka badania, Helen Blau, dodaje:
«Teraz znaleźliśmy sposób na wydłużenie ludzkich telomerów o 1000 nukleotydów, co pozwala odwrócić wewnętrzny zegar w tych komórkach o równowartość wielu lat ludzkiego życia, znacznie zwiększając liczbę komórek dostępnych do badań, takich jak testowanie nowych leków czy modelowanie chorób.»
Pewnego dnia może być możliwe skierowanie komórek macierzystych mięśni u pacjenta z dystrofią mięśniową Duchenne’a, na przykład, w celu przedłużenia ich telomerów. Istnieją także implikacje w leczeniu stanów związanych z wiekiem, takich jak cukrzyca czy choroby serca. To naprawdę otworzyło drzwi do rozważenia różnych potencjalnych zastosowań tej terapii.»
Naukowcy zamierzają teraz zbadać, jak zmodyfikowane mRNA TERT wpływa na inne typy komórek ludzkich.
Z kolei w czerwcu zeszłego roku pojawiły się doniesienia z University of California-San Francisco, w których naukowcy stwierdzili, że dłuższe telomery mogą wiązać się ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia raka mózgu, co stanowi interesujący kontekst dla dalszych badań w tej dziedzinie.
Aktualne Badania i Perspektywy
W 2024 roku badania nad telomerami i telomerazą zyskują na znaczeniu, a coraz więcej zespołów badawczych na całym świecie angażuje się w odkrywanie potencjału terapeutycznego. Ostatnie badania sugerują, że telomery mogą nie tylko wpływać na proces starzenia, ale także odgrywać istotną rolę w mechanizmach leżących u podstaw chorób takich jak nowotwory czy choroby neurodegeneracyjne. Zespół Ramunasa i Yakubova, kontynuując swoje badania, ma szansę na odkrycie przełomowych metod leczenia, które mogą znacząco poprawić jakość życia pacjentów w przyszłości.
