Kunnen wetenschappers de formule voor 'beter ouder worden' vinden?
Sommige onderzoekers hopen het geheim te vinden om ouderdom op afstand te houden en in plaats daarvan van de eeuwige jeugd te genieten. Een team van wetenschappers uit Zuid-Californië is echter op zoek naar een ander ‘recept’: dat van beter ouder worden.
"Om te drinken uit de fontein van de jeugd, moet je erachter komen waar de fontein van de jeugd is en begrijpen wat de fontein van de jeugd doet", zegt Nick Graham, die assistent-professor is bij de Mork Family Department of Chemical Engineering & Materials. Wetenschap aan de Viterbi School of Engineering van de University of Southern California (USC) in Los Angeles.
Dit is echter niet wat Graham en zijn collega van USC proberen te bereiken. Zoals Graham zelf opmerkt: "We doen het tegenovergestelde; we proberen de redenen te bestuderen waarom cellen verouderen, zodat we mogelijk behandelingen kunnen ontwerpen voor een betere veroudering. "
In een studie waarvan ze de bevindingen onlangs hebben gepubliceerd in de Journal of Biological Chemistry, Graham en team hebben dieper gekeken naar wat er gebeurt met cellen die het proces van veroudering doormaken - het stadium van het celleven waarin ze niet langer delen.
"Senescente cellen zijn in feite het tegenovergestelde van stamcellen, die een onbeperkt potentieel hebben voor zelfvernieuwing of deling", legt de hoofdauteur van de studie, USC-promovendus Alireza Delfarah, uit.
'Senescente cellen kunnen zich nooit meer delen. Het is een onomkeerbare toestand van celcyclusstilstand '', merkt Delfarah op.
Cellulaire veroudering is een belangrijk onderdeel van de leeftijdsgerelateerde achteruitgang van een lichaam, en veel wetenschappers hebben dit proces bestudeerd. Het meeste onderzoek richt zich op veroudering in fibroblasten, een type cel dat veel voorkomt in bindweefsel. Dit team koos er echter voor om veroudering in epitheelcellen te analyseren.
Deze cellen zijn aanwezig in het weefsel aan het oppervlak van organen en andere soorten weefsels in het lichaam. Ze zijn ook het type cellen waarin de meeste vormen van kanker ontstaan.
Een complex verouderingsproces begrijpen
In de huidige studie keken de onderzoekers eerst naar jonge epitheelcellen en voedden ze ze met moleculen die ze chemisch bestempelden. Door deze labeling konden ze zien hoe de cellen de voedingsstoffen die ze consumeerden, verwerkten.
Uiteindelijk zag het team dat toen ze veroudering bereikten, de cellen stopten met het produceren van nucleotiden, organische moleculen die de belangrijkste componenten van DNA zijn.
De onderzoekers experimenteerden vervolgens met jonge cellen door hun productie van nucleotiden kunstmatig te stoppen. Toen ze dit deden, ontdekten ze dat de cellen onmiddellijk het verouderingsstadium ingingen.
"Dit betekent dat de productie van nucleotiden essentieel is om cellen jong te houden", legt Delfarah uit.
Hij voegt er echter aan toe: "[i] t betekent ook dat als we konden voorkomen dat cellen de nucleotidesynthese verliezen, de cellen langzamer zouden verouderen."
Toen het team 3D-beelden van de verouderde cellen ontwikkelde, ontdekte het nog een verrassing - namelijk dat deze cellen vaak niet één, maar twee kernen (cellulaire centra) hadden en dat ze geen DNA konden synthetiseren.
Al deze bevindingen samen kunnen de onderzoekers helpen om betere manieren te vinden om veroudering te stoppen. Deze benadering kan echter lastig zijn omdat cellulaire veroudering, hoewel het bijdraagt aan leeftijdsgerelateerde achteruitgang, ook een beschermend mechanisme is dat kan voorkomen dat kanker zich ontwikkelt.
“Soms praten mensen over veroudering als een tweesnijdend zwaard; dat het beschermt tegen kanker, en dat is maar goed ook. Maar het bevordert ook veroudering en ziekten zoals diabetes, hartstoornissen of atherosclerose, en algemene weefseldisfunctie ”, merkt Graham op.
Graham vervolgt: "we zouden graag een manier willen vinden om verouderde cellen te verwijderen om gezond ouder worden en beter functioneren te bevorderen."
‘Gerichte therapieën’ tegen verouderende cellen
Het team hoopt dat de huidige bevindingen kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van senolytica in de toekomst. Senolyitics zijn een klasse geneesmiddelen die verouderende cellen kunnen verwijderen en een gezonder leven tot op hoge leeftijd kunnen helpen bevorderen.
Bestaand onderzoek is al begonnen met het testen van senolytica in muismodellen, en er zijn zelfs enkele vroege klinische onderzoeken aan de gang.
"[Onderzoekers] kunnen een muis die ouder wordt en in functie afneemt, deze senolytische medicijnen geven om de verouderende cellen te elimineren, en de muis wordt verjongd. Dus als er iets is, zijn het deze senolytische medicijnen die de bron van de jeugd zijn '', zegt Graham.
Maar om deze medicijnen effectief te laten zijn en de mens niet te schaden, moeten onderzoekers begrijpen hoe verouderde cellen verschillen van jonge, zodat de medicijnen niet per ongeluk gezonde, niet-verouderde cellen elimineren.
"Dat is waar we binnenkomen - het bestuderen van het celmetabolisme van senescent en proberen erachter te komen hoe de senescente cellen uniek zijn, zodat je gerichte therapieën kunt ontwerpen rond deze metabolische routes."
Nick Graham
In de onderstaande video beschrijft Graham de huidige studie en legt hij uit hoe belangrijk het is voor onderzoek dat erop gericht is mensen te helpen een lang en gezond leven te leiden.
