A koppenhágai egyetem kutatói új fejezetet nyitottak az őssejtkutatásban: sikerült létrehozniuk olyan szuperőssejteket, amelyek hatékonyabban képesek specializálódni különféle szöveti sejttípusokká, miközben hosszabb ideig megőrzik egészséges állapotukat. Az áttörés mögött egy egyszerű, ám radikális táplálkozási módosítás áll: a hagyományos glükóz helyett galaktózt alkalmaztak a sejtek táptalajában.
„Megmutattuk, hogy ha megváltoztatjuk az őssejtek energiaforrását, megfiatalodnak, és szuperőssejtekké alakulnak” – mondja Robert Bone, a tanulmány első szerzője. A sejtek így nem a szokásos glükóz-anyagcserét, hanem oxidatív foszforilációt használnak energiaelőállításra, ami mélyreható genetikai változásokat indít el.
A metabolikus áthangolás hatása a sejtidentitásra
A kutatók kimutatták, hogy a táptalajban végrehajtott változtatás aktivál egy kulcsfontosságú jelátviteli fehérjét, amely szerepet játszik az öregedés szabályozásában. Ez a mechanizmus elősegíti, hogy bizonyos fehérjék hatékonyabban kapcsolódjanak a DNS-hez, fokozva a fontos genetikai szakaszok olvashatóságát, miközben csökkenti a redundáns genetikai információk aktivitását.
Ahogy Joshua Brickman professzor fogalmaz: „Az új anyagcsere-folyamat javítja a genetikai információk jeltisztaságát hasonlóan ahhoz, mintha egy zajos étteremben hirtelen tisztán hallanánk egymás szavait. Az öregedő sejtek gyakran nem tudják kiszűrni a háttérzajt – ez a módszer pedig visszaadja nekik a fókuszt.”
Ennek eredményeként az őssejtek hatékonyabban képesek differenciálódni, és hosszabb távon megőrzik fiatalos funkcionális állapotukat.
Alkalmazási lehetőségek: IVF-technológiától a regeneratív terápiákig
A szuperőssejtek lehetséges alkalmazási területei rendkívül széleskörűek. Különösen ígéretes az in vitro fertilizáció (IVF) technológiájának fejlesztésében: a kutatók megfigyelték, hogy ezek a sejtek hatékonyabban képesek létrehozni egy kulcsfontosságú sejtvonalat, amely az embrió fejlődése során a szikhólyag (yolk sac) kialakulásáért felelős.
„Korábbi tanulmányokból tudjuk, hogy a szikhólyag megfelelő kialakulása létfontosságú az embrió sikeres beágyazódásához. A szuperőssejtek ebben is előnyt mutatnak” – hangsúlyozza Robert Bone.
„Reméljük, hogy az általunk kifejlesztett metabolikus kultúra javíthatja az IVF-eljárások sikerességét a klinikai gyakorlatban is” – teszi hozzá Joshua Brickman.
Ez az új megközelítés nemcsak a laboratóriumi környezetben növelheti az embriók minőségét, hanem hosszú távon emelheti az IVF eljárások sikerességi rátáját is – különösen azoknál a pároknál, akik meddőségi kihívásokkal küzdenek.
A kutatók hosszú távon azt is vizsgálják, hogy ez a megközelítés alkalmazható-e más sejttípusok – például máj- vagy szívsejtek – fiatalítására, ami áttörést hozhat a szívelégtelenség, májcirrózis, Parkinson-kór, csontritkulás és cukorbetegség kezelésében is.
A kutatás módszertana: étrendi váltás sejtszinten
A tanulmány során egerektől származó embrionális őssejteket tenyésztettek egy új típusú táptalajban, amelyben a glükózt galaktózra cserélték. Ez a lépés blokkolta a normál glükóz-anyagcserét, és az őssejteket arra kényszerítette, hogy energiaellátásukat oxidatív foszforiláción keresztül biztosítsák. A megváltozott anyagcsere-útvonal serkentette az NAD+-függő deacetilációs folyamatokat, amelyek közvetlenül befolyásolták a sejtek génexpresszióját.
A kutatók azt találták, hogy a sejtek DNS-e sűrűbben csomagolódik az irreleváns szakaszokon, és nyitottabbá válik a releváns genetikai utasítások számára. Ez az úgynevezett „jel-zaj arány” javulása kulcsfontosságú a sejtek fiatalos funkcióinak megőrzésében.
Az anyagcsere finomhangolása új lehetőségeket nyithat az öregedés lassításában és a regeneratív orvoslásban. Egy egyszerű, mégis elegáns tudományos megközelítés, amely az élet hosszú távú minőségének új definícióját adhatja.
