Prelomový objav v boji proti starnutiu: Vedci našli spôsob, ako označiť „zombie“ bunky

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Vedci z Mayo Clinic úspešne identifikovali senescentné bunky.

• Na detekciu použili syntetické molekuly DNA nazývané aptaméry.

• Technológia funguje ako inteligentná bomba pre starnúce tkanivá.

Starnutie je biologický proces, ktorý fascinuje ľudstvo od nepamäti, no moderná veda sa naň pozerá čoraz viac ako na riešiteľný biologický problém. V centre tohto výskumu stoja takzvané senescentné bunky, ktoré sa v populárno-náučnej literatúre často označujú ako „zombie bunky“.

Tieto bunky prestali plniť svoju pôvodnú funkciu a nedelia sa, no namiesto toho, aby odumreli a uvoľnili miesto novým, zostávajú v tkanivách. Problémom je, že tieto bunky nie sú len pasívnymi pozorovateľmi, ale aktívne vylučujú škodlivé chemikálie poškodzujúce okolité zdravé bunky.

Tento proces je priamo spojený s mnohými ochoreniami súvisiacimi s vekom, vrátane Alzheimerovej choroby, cukrovky, osteoartritídy a rôznych foriem rakoviny. Preto sa stali prioritným cieľom pre nové terapeutické intervencie.

Najväčšou výzvou pri liečbe stavov spojených so senescentnými bunkami nebola ani tak snaha o ich zničenie, ako skôr schopnosť ich presne identifikovať. Senescentné bunky sú totiž notoricky ťažko odhaliteľné, pretože nemajú jednotný identifikačný znak, ktorý by ich jasne odlišoval od ich zdravých susedov v každom type tkaniva.

Výskumníci z prestížnej Mayo Clinic však nedávno dosiahli významný prielom, ktorý by mohol radikálne zmeniť pravidlá hry. Ich nová metóda, publikovaná v odbornom žurnále Aging Cell, využíva inovatívnu technológiu založenú na aptaméroch.

Aptaméry sú krátke úseky syntetickej DNA alebo RNA, ktoré fungujú ako miniatúrne molekulárne sondy. Tieto molekuly sa dokážu poskladať do špecifických trojrozmerných štruktúr, čo im umožňuje viazať sa na konkrétne ciele s vysokou presnosťou.

V tomto prípade vedci hľadali aptaméry, ktoré by sa dokázali naviazať výlučne na povrchové proteíny senescentných buniek, pričom by ignorovali tie zdravé. Proces objavu pripomínal hľadanie ihly v kope sena, keďže tím musel preosiať knižnicu obsahujúcu viac ako 100 biliónov náhodných sekvencií DNA.

Výsledkom tohto masívneho skríningu bolo identifikovanie niekoľkých vzácnych aptamérov schopných rozpoznať špecifické ciele. Tieto aptaméry sa špecificky viažu na variant proteínu nazývaného fibronektín, ktorý sa objavuje na povrchu starnúcich buniek u myší.

Zaujímavosťou tohto výskumu je jeho pôvod, ktorý vznikol z neformálnej konverzácie medzi dvoma postgraduálnymi študentmi. Tí sa zamýšľali nad možnosťou využitia chemických nástrojov v biológii starnutia, čo viedlo k rozsiahlemu projektu.

Jim Maher, PhD., biochemik a hlavný riešiteľ štúdie, prirovnal tento prístup k použitiu inteligentných bômb. Tieto molekuly dokážu nielen nájsť cieľ, ale v budúcnosti by mohli niesť aj náklad v podobe liečiva priamo k poškodenej bunke. Táto selektivita je kľúčová, pretože plošné podávanie liekov často vedie k nežiaducim vedľajším účinkom.

Výskum ukázal, že aptaméry sú schopné rozlíšiť senescentné bunky od zdravých v laboratórnych podmienkach na myšacích tkanivách. Hoci vedci zatiaľ presne nevedia, akú úlohu zohráva spomínaný variant fibronektínu v procese starnutia, samotná schopnosť zacieliť ho otvára dvere pre nové metódy.

Dr. Maher zdôraznil, že krása tohto prístupu spočíva v jeho otvorenosti a flexibilite. Vedci nepredpokladali vopred, na čo sa aptaméry naviažu, ale nechali samotné molekuly, aby si vybrali najšpecifickejší cieľ na povrchu bunky. To umožnilo odhaliť nové biologické markery starnutia, ktoré boli doteraz vedcom neznáme alebo prehliadané.

Budúce kroky výskumného tímu budú smerovať k adaptácii tejto technológie pre ľudské bunky. Ak sa podarí nájsť ekvivalentné aptaméry, ktoré fungujú v ľudskom tele, mohli by sme sa dočkať revolúcie v preventívnej medicíne.

Predstavte si diagnostický nástroj, ktorý by lekárom umožnil vidieť mapu zápalových a starnúcich ložísk v tele pacienta skôr, než sa prejavia prvé symptómy. Okrem diagnostiky by tieto molekuly mohli slúžiť ako nosiče pre senolytiká, lieky určené na likvidáciu zombie buniek.

Tým by sa maximalizovala ich účinnosť a minimalizovala toxicita pre organizmus, čo je dlhodobým cieľom gerontológie. Hoci je cesta k bežne dostupnej liečbe ešte dlhá, tento výskum poskytuje kriticky dôležitý nástroj pre vedcov.

Schopnosť selektívne označiť a sledovať senescentné bunky v živom tkanive bez jeho narušenia umožní detailnejšie štúdium mechanizmov starnutia. Tým sa otvára nová kapitola v biomedicíne, kde starnutie prestáva byť abstraktným procesom. Stáva sa konkrétnym, merateľným a potenciálne liečiteľným biologickým stavom, ktorý môžeme ovplyvniť na molekulárnej úrovni.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Schopnosť presne lokalizovať "zombie bunky" bez poškodenia zdravého tkaniva je kľúčovým krokom k vývoju cielených terapií proti starnutiu. Táto technológia by mohla v budúcnosti umožniť doručovanie liečiv priamo do poškodených buniek, čím by sa radikálne zvýšila efektivita liečby a znížili vedľajšie účinky.

^{Zdroj: sciencedaily.com foto: depositphotos.com}