Zum ersten Mal zwangen amerikanische Biologen durch Glaukom geschädigte Netzhautneuronen zur Regeneration . Die Errungenschaft erfolgte teilweise aufgrund einer biologischen "Neuprogrammierung". Virale Vektoren mit Genen für Yamanaka-Faktoren wurden Mäusen mit verletzten Augen in die Augen injiziert. Infolgedessen erlangten die Neuronen ihre Effizienz zurück. Ein ähnliches Ergebnis wurde bei älteren Nagetieren erzielt.
Altern ist ein irreversibler Prozess, der zuerst zu einer Funktionsstörung des Gewebes und dann zu deren Tod führt. Mit der Zeit verliert unser Zentralnervensystem seine Fähigkeit, sich zu erholen, und gleichzeitig nimmt die Anzahl der Stammzellen im menschlichen Körper ab.
Ein spezifischer Bereich des Augapfels, der Stäbchen, Zapfen sowie Neuronen und Synapsen enthält, ist die Netzhaut. Es befindet sich auf der Innenseite der Rückseite des Augapfels. Seine Neuronen und Synapsen übertragen Lichtinformationen von den Augen zu unserem Gehirn. Eine Schädigung der Netzhaut führt zu Sehverlust. Zuvor wurde angenommen, dass dieses Gewebe nicht in der Lage ist, sich zu erholen. Es stellt sich heraus, dass nicht alles so einfach ist, es gibt Hoffnung.
Kontrolle über Zellen
Um zu verstehen, wie es Wissenschaftlern der Harvard Medical School gelungen ist, die Netzhaut des Auges zur Genesung zu zwingen, verstehen wir das Konzept des "biologischen Alters".
Sowohl alte als auch neue Zellen enthalten viele epigenetische Marker - Methylmarkierungen auf DNA- und Histonproteinen . Der Satz von DNA-Tags kann verwendet werden, um das biologische Alter zu messen, das auch als epigenetische Uhr bezeichnet wird .
Wenn Wissenschaftler wüssten, wie man das biologische Alter von Zellen verringert, hätten sie tatsächlich die Unsterblichkeit erfunden. Es gibt noch keine derart schockierenden Aussagen. Vor einigen Jahren wurde jedoch die Methode bekannt, das epigenetische Alter auf Null zu setzen. Es wurde vom japanischen Wissenschaftler Shinya Yamanaka (山 中 伸 弥) entdeckt, für den er erhieltNobelpreis. Die Methode besteht darin, dass 4 Yamanaki-Faktoren (benannt nach dem Wissenschaftler) oder Transkriptionsfaktoren in die Zellen eingeführt werden. Dank dieses Verfahrens werden Zellen zu Stammzellen, ähnlich wie Zellen in den frühen Stadien der Embryogenese. Zusammen mit den Zellen wird auch das Alter zurückgesetzt. Diese revolutionäre Methode kann nicht auf den gesamten menschlichen Körper oder große Gewebemassen angewendet werden. Es kann jedoch lokal und für eine bestimmte Zeit verwendet werden, was zu einer kontrollierten Neuprogrammierung der Zellen führt. Dieses Verfahren wurde lange Zeit an modifizierten Mäusen getestet.
Im Falle des Sehens haben sich amerikanische Wissenschaftler auch experimentellen Nagetieren zugewandt. Experten haben einen speziellen Vektor entwickelt, der als "adenoviral" bezeichnet wird. Seine Aufgabe ist es, drei der vier Faktoren von Yamanaka an die Zellen zu liefern. Der vierte wurde als der gefährlichste angesehen, der bösartige Tumoren verursachen kann, und sie beschlossen, ihn aufzugeben. Die Hauptsache ist, dass die Faktoren gezielt abgegeben und nicht einfach in den Körper eingeführt werden. Vektoren werden nur durch eine spezielle Substanz - Doxycyclin - aktiviert . Wissenschaftler können die Arbeit von Faktoren auf einfache Weise stoppen oder starten - fügen Sie diese Substanz dem Trinkwasser für Nagetiere hinzu.
Wie verlief das Experiment?
In der ersten Phase waren die Wissenschaftler von der Sicherheit der Methode für Mäuse überzeugt : Sie führten den Vektor bei Personen unterschiedlichen Alters ein. Sie beobachteten, wie sich junge fünf Monate alte und ältere zwanzig Monate alte Mäuse verhalten, wenn der Vektor aktiviert wird. Es wurden keine wesentlichen Änderungen vorgenommen.
Im nächsten Stadium testeten die Wissenschaftler die Wirkung von Vektoren auf die Ganglienzellen der Netzhaut, die als Leiter von Nervenimpulsen von den Augen zum Gehirn dienen. Ein Merkmal dieser Zellen ist die Fähigkeit, neue Axone in Embryonen und Neugeborenen zu regenerieren und zu züchten. Diese Eigenschaften gehen mit dem Alter verloren. Daher atrophiert der Sehnerv beim Glaukom.
Die Anzahl der sich regenerierenden Axone in Abhängigkeit von der Wirkung von 1,2 oder 3 Faktoren Yamanaka-
Mäusen wurden virale Vektoren in die Augen injiziert. Nachdem sie ihnen Doxycyclin gegeben hatten, starteten sie die Aktion. Danach wurde der Sehnerv geschädigt. Und dann wurde ein Farbstoff injiziert, um die wachsenden Axone zu markieren . Infolgedessen wuchs abhängig von der Anzahl der Axone der Faktoren (1, 2 oder alle 3) eine unterschiedliche Anzahl. Die Kombination aller drei Faktoren ergab das maximale Wachstum. Das Ergebnis wurde sowohl bei jungen als auch bei reiferen Personen beobachtet. Theoretisch (in vitro) wäre ein ähnliches Ergebnis für menschliche Neuronen.
Darüber hinaus waren die Wissenschaftler in zwei Fällen von der Wirkung des Ansatzes überzeugt: mit einer Schädigung des Sehnervs infolge eines Traumas und einer altersbedingten Abnahme der Sehschärfe.
Bei Mäusen mit verletzten Augen wurde das Glaukom künstlich durch Erhöhen des Augendrucks durch Injektion von Mikrokügelchen induziert. Danach wurden Faktoren injiziert und für einen Monat aktiviert. Messungen zeigten, dass es am Ende möglich war, etwa 50% des verlorenen Sehvermögens wiederherzustellen.
Bemerkenswerterweise kehrte die Sehschärfe bei älteren Mäusen fast zu der bei jungen Menschen zurück. Wissenschaftler glauben, dass es theoretisch auch für Menschen funktionieren wird.
Wissenschaftler haben bereits eine Erklärung über die Fähigkeit der Netzhaut abgegeben, sich zu erholenvor ein paar Monaten. Dann sagten Forscher der Johns Hopkins University, dass sich ihr Gewebe regenerieren kann. Sie fanden heraus, dass Säugetiere im Allgemeinen das Potenzial haben, einzelne Gewebe zu regenerieren, aber der evolutionäre Druck hat es ausgeschaltet. Sie glauben, dass die Abschaltung auf einen Kampf zwischen ZNS-Regeneration und Parasitenresistenz zurückzuführen war. Der Prozess kann jedoch durch Aktivierung der richtigen Gene beeinflusst werden.
