Hoe cellen weer jonger worden

Onderzoekers ontdekken de fontein van de jeugd voor cellen

2013/06/12

Ulm-wetenschappers zijn naar een fontein van de jeugd gekomen voor cellen op de baan. Zoals in het vakblad „onderzoek“ van de Duitse Research Foundation (DFG) is het eiwit „RhoGTPase Cdc42“ verantwoordelijk voor het verouderingsproces van stamcellen. Naarmate stamcellen ouder worden, kunnen ze niet langer goed bloed maken, verzwakken de immuunafweer van het lichaam en produceren ze minder rode bloedcellen. Dit leidt tot ouderdomsgerelateerde bloedarmoede, wat resulteert in een verzwakking van het lichaam. In experimenten met genetisch gemanipuleerde muizen hebben wetenschappers onlangs dit proces omgekeerd door de activiteit van het eiwit en verjongende cellen te remmen.

Veroudering van de bloedstamcellen leidt tot verzwakking van het lichaam
Hartmut Geiger, hoogleraar dermatologie en allergologie aan het universiteitsziekenhuis Ulm, en zijn team bestudeerden het verouderingsproces van bloedstamcellen bij muizen. Hematopoietische stamcellen worden voornamelijk aangetroffen in het beenmerg, waar ze elke dag talloze nieuwe bloedcellen vormen. Ze produceren rode bloedcellen die verantwoordelijk zijn voor zuurstoftransport en witte bloedcellen, die een belangrijke rol spelen in het immuunsysteem. Bovendien vormen ze bloedplaatjes, die verantwoordelijk zijn voor de stolling van het bloed. Hoewel bloedcellen een beperkte levensduur hebben en weinig delen, zijn bloedstamcellen vrijwel onbeperkt deelbaar. Alleen het verouderingsproces betekent dat de stamcellen niet langer goed bloed kunnen vormen.

Geiger en zijn collega's slaagden erin dit verschijnsel bij muizen om te keren nadat ze voor het eerst hadden aangetoond dat bloedstamcellen sneller verouderen als gevolg van verhoogde RhoGTPase Cdc42-eiwitactiviteit. De onderzoekers merkten op dat remming van het eiwit in de muizen leidde tot een reorganisatie van de stamcellen, die hen op duurzame wijze verjongden. „Het verouderingsproces zou daarom op dit punt kunnen worden omgekeerd. Deze aanpak zou aanvankelijk in de muis kunnen helpen dat hun immuunsysteem nog steeds goed werkt op oudere leeftijd en dat de aan leeftijd gerelateerde bloedarmoede wordt vertraagd ", schrijft Geiger in het tijdschrift.. „Of deze resultaten op mensen kunnen worden overgedragen en dus nieuwe therapeutische benaderingen bieden, moet onderzoek de komende jaren ontdekken. Niettemin wordt duidelijk dat veroudering op moleculair en cellulair niveau geen eenrichtingsverkeer hoeft te zijn.“

Kan de veroudering van de cellen in de toekomst worden gestopt??
In de toekomst zal het daarom mogelijk zijn om niet alleen het verouderingsproces te stoppen, maar zelfs om het om te keren. Maar er is nog een lange weg te gaan. Omdat niet alleen de bloedstamcellen, maar ook alle andere cellen van het lichaam ouder worden. Dus de functie van de organen neemt af met de leeftijd. Als het onderzoek erin slaagt dit proces te ontcijferen, kunnen de longen, het hart, de nieren en de lever ook langer en beter werken. Dit kan een belangrijke bijdrage aan de gezondheid op oudere leeftijd zijn, wat uiteindelijk een langer, gezonder leven mogelijk zou maken. Momenteel houdt de onderzoeker van veroudering echter geen rekening met concrete maatregelen, maar eerder met het decoderen van de moleculaire mechanismen van celveroudering..

„Het zijn vooral modelorganismen zoals gist, rondworm, fruitvlieg of muis die wetenschappers helpen om het verouderingsproces fundamenteel te ontrafelen“ zo violist. Hun voordeel is vooral dat ze heel snel verouden in vergelijking met mensen. Voor een gistcel zijn dit maar een paar dagen, voor een muis drie jaar. Ondertussen is ook bekend dat sommige mechanismen van veroudering in gist, worm en muis erg op elkaar leken, verklaart de wetenschapper. Dit zou kunnen beweren dat de resultaten op zijn minst gedeeltelijk kunnen worden overgedragen aan het menselijke organisme.

Telomeren hebben invloed op de veroudering van de cellen
Ongeacht deze mechanismen, veroudert elk organisme ook individueel, omdat elke cel individueel DNA, genetisch materiaal bevat, dat onder andere codeert voor de blauwdrukken voor de celeiwitten. Deze eiwitten en eiwitassemblages voorzien de cel van alles wat ze nodig heeft. Omdat celveroudering geassocieerd is met een verminderde celfunctie, suggereren onderzoekers dat zowel beschadigd DNA als beschadigde eiwitten verantwoordelijk zijn voor het verouderingsproces.

In deze context richt het onderzoek zich ook op zogenaamde telomeren, die werden ontdekt door de Amerikaanse celbiologen Elizabeth Blackburn, Carol Greider en Jack Szostak. De onderzoekers ontvingen de Nobelprijs voor de geneeskunde. Telomoor is het hoogtepunt van chromosomen, de dragers van het genoom van cellen. Ze zitten als beschermende doppen op het uiteinde van de chromosomen en zorgen ervoor dat ze niet rafelen. Op deze manier voorkomen de telomeren dat de uiteinden als een beschadigd genoom worden herkend en door het immuunsysteem worden bestreden. „De telomeren worden echter bij elke celdeling korter. Als ze onder een kritieke lengte vallen, stopt de cel met delen of sterft. Hoe ouder een mens, hoe korter de telomeren van zijn chromosomen“, meldt Geiger. „Het eiwit-telomerase is een soort antagonist die het verouderingsproces vertraagt ​​door ervoor te zorgen dat deze beschermkappen niet te kort zijn. Maar niet alle cellen hebben genoeg van dit levensverlengende enzym. Eén theorie gaat ervan uit dat telomeerlengte een indicator is van de levensverwachting van de cel.“ Niettemin zou therapie met telomerase-geneesmiddelen geen oplossing zijn, omdat niet alleen stamcellen, maar ook kankercellen telomerase bevatten. Hoewel telomerase-geneesmiddelen het verouderingsproces zouden vertragen, bevorderen ze tegelijkertijd ook kanker. (Ag)