Senescente cellen zijn biochemische afvalfabrieken.

Een nieuwe studie suggereert dat een manier om ze uit te roeien een medicijn is dat al is goedgekeurd voor oogproblemen.

Ook wel ‘zombiecellen’ genoemd, stapelen verouderde cellen zich langzaam op naarmate ze ouder worden of door kankerbehandelingen. De cellen verliezen hun vermogen om normale functies uit te voeren. In plaats daarvan lekken ze een giftige chemische soep in hun lokale omgeving, waardoor de ontstekingen toenemen en gezonde cellen worden beschadigd.

Meer dan tien jaar onderzoek heeft aangetoond dat deze cellen kunnen worden geëlimineerd met genetische manipulatie of medicijnen veroudering vertragen symptomen bij muizen. Geen wonder dat beleggers dat hebben gedaan miljarden dollars gestort in deze “senolytische” medicijnen.

Er zijn al aanwijzingen voor vroege successen. In een vroeg klinisch onderzoek bleek dat het opruimen van zombiecellen met een combinatie van medicijnen bij mensen met leeftijdsgebonden longproblemen mogelijk was veilig. Een ander onderzoek hielp mensen van middelbare en oudere leeftijd behoud van de bloeddruk terwijl je de trap op rent. Maar de strijd tegen verouderde cellen gaat niet alleen over het verbeteren van de atletische vaardigheden. Veel meer Er zijn klinische onderzoeken in de maak, waaronder het versterken van de botintegriteit en het bestrijden ervan Alzheimer.

Maar volgens Carlos Anerillas, Myriam Gorospe en hun team van de National Institutes of Health (NIH) in Baltimore hebben de therapieën de zombiecellen nog niet bereikt waar het echt pijn doet.

In Een studie in Natuurveroudering, heeft het team een ​​zwakte in deze cellen vastgesteld: ze geven voortdurend giftige chemicaliën af, zoals een lekkende neus tijdens een verkoudheid. Deze stoofpot van ontstekingsmoleculen, genaamd SASP, voor senescentie-geassocieerd secretoir fenotype, draagt ​​bij aan veroudering.

Gelukkig voor ons heeft deze constante uitstoot van chemicaliën een prijs. Zombiecellen gebruiken een ‘fabriek’ in de cel om hun giftige lading te verpakken en naar naburige cellen en nabijgelegen weefsels te verzenden. Alle cellen hebben deze fabrieken. Maar degenen in zombiecellen gaan overdrive.

De nieuwe studie heeft een eiwitpaar gevonden dat essentieel is voor de giftige uitbraak van zombiecellen en heeft een door de FDA goedgekeurd medicijn gevonden dat het proces remt. Wanneer ze werden toegediend aan muizen van 22 maanden oud – grofweg het menselijke equivalent van 70 jaar oud – hadden ze binnen slechts twee maanden behandeling een betere nier-, lever- en longfunctie.

Het werk ‘valt op’ zei Yahyah Aman, redacteur bij Natuurveroudering. Het is een “spannend doelwit voor de ontwikkeling van nieuwe senolytische geneesmiddelen”, voegde Ming Xu van UConn Health toe, die niet bij het onderzoek betrokken was.

Een moleculaire metropool

Elke cel is een bruisende stad met meerdere buurten.

Sommige herbergen onze genetische archieven. Anderen vertalen die DNA-codes in eiwitten. Er zijn ook met zuur gevulde afvalcontainers en moleculair recycling bakken om elke cel vrij van afval te houden.

Dan is er de Eerste Hulp. Nee, niet de eerste hulp, maar een donzige croissantachtige structuur. Het heet het endoplasmatisch reticulum, het is Grand Central voor nieuwe eiwitten. Het ER verpakt eiwitten en levert ze af aan interne structuren, het celoppervlak of bestemmingen buiten de cel.

Deze ‘secretoire’ pakketten zijn krachtige regulatoren die lokale cellulaire functies controleren. Normaal gesproken helpt de ER cellen hun reacties te coördineren met aangrenzende weefsels, bijvoorbeeld door bloed te laten stollen na een schaafwond of door de immuunreacties te stimuleren om de schade te genezen.

Senescente cellen kapen dit proces. In plaats van productieve signalen te geven, laten ze in plaats daarvan een giftige soep van chemicaliën vrij. Deze cellen worden niet schadelijk geboren. In plaats daarvan worden ze getransformeerd door een leven lang letsel, bijvoorbeeld schade aan hun DNA. Geconfronteerd met zoveel schade zouden normale cellen wegsterven, waardoor gezonde nieuwe cellen deze in sommige weefsels zoals de huid zouden kunnen vervangen.

Zombiecellen weigeren daarentegen te sterven. Zolang de schade onder een dodelijk niveau blijft, leven de cellen voort, waarbij ze hun dodelijke brouwsel verdrijven en anderen in de omgeving schade berokkenen.

Deze eigenschappen maken zombiecellen tot een waardevol doelwit voor antiverouderingstherapieën. En er zijn veelbelovende behandelingen geweest. De meesten hebben zich gebaseerd op bestaande kennis of ideeën over hoe zombiecellen werken. Onderzoekers gaan vervolgens op zoek naar chemicaliën in enorme medicijnbibliotheken die hun functie zouden kunnen verstoren. Hoewel nuttig, kan deze strategie behandelingsopties missen.

De nieuwe studie ging frauduleus. In plaats van te beginnen met hypothesen, screenden ze het hele menselijke genoom om nieuwe kwetsbaarheden te vinden.

Een wild westen

Tijdens hun jacht wendde het team zich tot CRISPR. CRISPR staat bekend als een geneditor en wordt nu vaak gebruikt om genen en eiwitten te lokaliseren die bijdragen aan cellulaire functies. Hier ontwrichtte het team elk gen in het menselijk genoom om de genen te identificeren die zombiecellen elimineerden.

Hun werk heeft zijn vruchten afgeworpen. Het scherm vond een eiwitpaar dat cruciaal is voor de overleving van verouderde cellen. Het team zocht vervolgens naar een door de FDA goedgekeurd medicijn om het paar te ontwrichten. Ze vonden wat ze zochten in verteporfine, een medicijn dat is goedgekeurd voor de behandeling van oogbloedvataandoeningen.

In verschillende zombiecelculturen met het eiwitpaar bracht het medicijn verouderde cellen tot apoptose, dat wil zeggen het ‘zachte vallen van de bladeren’, een soort celdood die geen schade toebrengt aan omliggende cellen.

Als we dieper graven, lijkt het medicijn zich rechtstreeks te richten op het endoplasmatisch reticulum van de zombiecellen, hun transportcentrum. Cellen die met het medicijn werden behandeld, konden de delicate meerlaagse structuur niet behouden, en vervolgens verschrompelde het in de vorm van een natte, verfrommelde papieren handdoek.

“Een gekrompen ER veroorzaakte een metabolische crisis” in zombiecellen, legden Anerillas en Gorospe uit. Het ‘culmineerde in hun dood’.

Tijdloze muizen

Als proof of concept injecteerde het team oudere muizen – ongeveer de leeftijd van een 70-jarige mens – één keer per maand gedurende twee maanden met verteporfin.

In slechts een week vertoonden muizen die met verteporfine werden behandeld, minder moleculaire tekenen van veroudering in hun nieren, lever en longen. Hun vacht was luxer vergeleken met controlemuizen zonder het medicijn.

Naarmate we ouder worden, dringen immuuncellen vaak de longen binnen en veroorzaken daar schade. Verteporfin maakte een einde aan deze infiltratie en verminderde de longlittekens bij muizen – wat vaak verband houdt met een verminderde ademhalingscapaciteit. Op dezelfde manier hielp het medicijn, volgens bloedtesten, ook de functie van de nieren en lever van de muizen te herstellen.

Een verminderd aantal verouderde cellen dempte ontstekingssignalen, wat de verjongende effecten zou kunnen verklaren, legde het team uit. Verteporfin stopte ook een ‘beschermend’ eiwit dat verouderde cellen tegen de dood beschermt, wat hun ondergang verder veroorzaakte.

Het aanboren van de unieke kwetsbaarheden van een zombiecel is een nieuwe strategie in de ontwikkeling van senolytica. Er valt nog veel meer te ontdekken. Het endoplasmatisch reticulum is niet de enige celcomponent in de biologische afvalfabriek. Andere cellulaire componenten die verouderde celvergiften genereren, kunnen ook worden geblokkeerd en helpen de cellen zelf te verwijderen.

Het is een veelbelovend alternatief voor bestaande methoden voor het vernietigen van verouderde cellen. De strategie zou “de catalogus van senolytische therapieën enorm kunnen uitbreiden”, schreef het team.

Image Credit: een HeLA-cel die apoptose ondergaat. Tom Deerinck / NIH / FLICKR

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://singularityhub.com/2023/11/07/zombie-cells-have-a-weakness-a-new-anti-aging-therapy-exploits-it/