Bilim adamları “Genç Kan”daki Faktörü Belirlediler
Yaşlandıkça, kaslarımız giderek küçülür, zayıflar ve yaralanmalardan sonra daha az iyileşir. Yeni bir çalışmada, UPMC ve Pittsburgh Üniversitesi araştırmacıları, fare kasında gençliğin önemli bir aracısını saptayarak, yaşlı insanlar için kas rejenerasyon tedavilerini ilerletebilecek bir keşif.
6 Aralık 2021’de Nature Aging’de yayınlanan çalışma, hücre dışı kesecikler veya EV’ler olarak adlandırılan dolaşımdaki mekiklerin, Klotho olarak bilinen uzun ömürlü protein için kas hücrelerine genetik talimatlar verdiğini göstermektedir. Yaşlı farelerde kas fonksiyonu kaybı ve bozulmuş kas onarımı, bu talimatların genç hayvanlardakinden daha az kopyasını taşıyan yaşlı EV’ler tarafından yönlendirilebilir.
Bulgular, kasların yenilenme kapasitesinin yaşla birlikte neden azaldığını anlamada önemli bir ilerlemedir.
UPMC International’ın rehabilitasyon direktörü ve Pitt’te fiziksel tıp ve rehabilitasyon doçenti olan kıdemli yazar Fabrisia Ambrosio, “Bu araştırma için birkaç nedenden dolayı gerçekten heyecanlıyız” dedi. “Bir şekilde, kas yenilenmesinin nasıl çalıştığının ve yaşlandıkça nasıl çalışmadığının temel biyolojisini anlamamıza yardımcı oluyor. Ardından, bu bilgiyi bir sonraki adıma alarak, yaşa bağlı bu kusurları gidermek için hücre dışı vezikülleri terapötik olarak kullanmayı düşünebiliriz.”
Yeni çalışma, yaşlı farelere genç farelerden kan verildiğinde, birçok hücre ve dokuda genç özelliklerin geri kazanıldığını gösteren onlarca yıllık araştırmalara dayanıyor. Ancak şimdiye kadar, genç kanın hangi bileşenlerinin bu gençleştirici etkileri sağladığı belirsizdi.
Pitt Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacı olan baş yazar Amrita Sahu, “Hücre dışı veziküllerin kas rejenerasyonuna katkıda bulunup bulunamayacağını merak ettik, çünkü bu kuryeler kan ve diğer vücut sıvıları yoluyla hücreler arasında dolaşıyorlar” dedi. “Şişedeki bir mesaj gibi, EV’ler hedef hücrelere bilgi iletir.”
Ambrosio ve ekibi, genç farelerden kan hücrelerini ve pıhtılaşma faktörlerini çıkardıktan sonra kalan kan parçası olan serumu topladı ve kasları yaralanmış yaşlı farelere enjekte etti. Genç serum alan fareler, plasebo tedavisi alanlara kıyasla gelişmiş kas rejenerasyonu ve fonksiyonel iyileşme gösterdi, ancak EV’ler çıkarıldığında serumun onarıcı özellikleri kayboldu, bu da bu veziküllerin genç kanın faydalı etkilerine aracılık ettiğini gösteriyor.
Daha derine inen araştırmacılar, EV’lerin, yaşlanma karşıtı protein Klotho’yu, iskelet kasının yenilenmesi için önemli olan bir tür kök hücre olan kas progenitör hücrelerine kodlayan genetik talimatlar veya mRNA ilettiğini buldular. Yaşlı farelerden toplanan EV’ler, Klotho’ya yönelik talimatların genç farelere göre daha az kopyasını taşıdı ve bu da kas progenitör hücrelerinin bu proteinden daha az üretmesini sağladı.
Artan yaşla birlikte kas, hasardan sonra iyileşemez çünkü orijinal kas yapısını eski haline getirmek yerine skar dokusu biriktirilir. Ambrosio ve ekibi daha önceki çalışmalarında, Klotho’nun kas progenitör hücrelerinde rejeneratif kapasitenin önemli bir düzenleyicisi olduğunu ve bu proteinin yaşla birlikte azaldığını gösterdi.
Yeni çalışma, ilk kez, EV yükündeki yaşa bağlı kaymaların, yaşlı kök hücrelerde tükenmiş Klotho’ya katkıda bulunduğunu gösteriyor ve EV’lerin, hasarlı kas dokusunu iyileştirmek için yeni tedaviler olarak geliştirilebileceğini öne sürüyor.
Pitt’in McGowan Rejeneratif Tıp Enstitüsü üyesi olan Ambrosio, “EV’ler, yaşlı bireylerde kasların yenilenme kapasitesini artırmak ve bir yaralanmadan sonra fonksiyonel iyileşmeyi iyileştirmek için faydalı olabilir” dedi. “Gerçekten heyecan duyduğumuz fikirlerden biri, hedef hücrelerin tepkilerini dikte edebilmemiz için belirli kargolara sahip EV’ler tasarlamak.”
Elektrikli otomobiller, kasların ötesinde, yaşlanmanın diğer etkilerini tersine çevirmeye de yardımcı olabilir. Önceki çalışmalar, genç kanın yaşlı farelerin bilişsel performansını artırabileceğini göstermişti. Ambrosio ve yardımcı yazar Radosveta Koldamova, M.D., Ph.D., Pitt’s Graduate School of Public Health’de çevre ve iş sağlığı profesörü, EV’lerin bilişte yaşa bağlı düşüşleri tersine çevirme potansiyelini araştırmak için bir hibeye sahipler.
Bu araştırma Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIA R01AG052978, NIA R01AG061005, NIA R01AG066198-01, R33 ES025606-05 ve NIH 1S10OD019942-01) ve UPMC Enterprises tarafından desteklenmiştir.