Åldrande celler är biokemiska avfallsfabriker.

En ny studie föreslår att ett sätt att utplåna dem är ett läkemedel som redan är godkänt för ögonproblem.

Dubbade "zombieceller", åldrande celler ackumuleras långsamt med åldern eller med cancerbehandlingar. Cellerna förlorar sin förmåga att utföra normala funktioner. Istället läcker de en giftig kemisk soppa till sin närmiljö, vilket ökar inflammationen och skadar friska celler.

Över ett decennium av forskning har visat att eliminera dessa celler med genteknik eller droger bromsa åldrandet symtom hos möss. Det är inte konstigt att investerare har det hällde miljarder dollar in i dessa "senolytiska" läkemedel.

Det finns redan antydningar om tidiga framgångar. I en tidig klinisk prövning visade sig rensning av zombieceller med en kombination av läkemedel hos människor med åldersrelaterade lungproblem vara säker. En annan studie hjälpte medelålders och äldre människor bibehålla blodtrycket medan du springer i trappor. Men att kämpa mot åldrande celler handlar inte bara om att förbättra atletiska förmågor. Många mer kliniska prövningar pågår, inklusive att stärka benintegriteten och bekämpa Alzheimers.

Men för Carlos Anerillas, Myriam Gorospe och deras team vid National Institutes of Health (NIH) i Baltimore, har terapier ännu inte träffat zombieceller där det verkligen gör ont.

In en studie in Naturåldring, hittade teamet en svaghet i dessa celler: De släpper ständigt ut giftiga kemikalier, som en läckande näsa under en förkylning. Kallas SASP, för senescensassocierad sekretorisk fenotyp, denna gryta av inflammatoriska molekyler bidrar till åldrandet.

Tur för oss har denna konstanta utsläpp av kemikalier ett pris. Zombieceller använder en "fabrik" inuti cellen för att paketera och skicka sin giftiga nyttolast till närliggande celler och närliggande vävnader. Alla celler har dessa fabriker. Men de i zombieceller går i överväxel.

Den nya studien spikade fast ett proteinpar som är avgörande för zombiecellernas giftiga utsug och fann ett FDA-godkänt läkemedel som hämmar processen. När de gavs till 22 månader gamla möss - ungefär den mänskliga motsvarigheten till 70 år gamla - hade de bättre njur-, lever- och lungfunktion inom bara två månaders behandling.

Verket "sticker ut", sade Yahyah Aman, redaktör på Naturåldring. Det är ett "spännande mål för utveckling av nya senolytiska läkemedel", tillade Ming Xu vid UConn Health, som inte var involverad i studien.

En molekylär storstad

Varje cell är en livlig stad med flera stadsdelar.

Vissa rymmer våra genetiska arkiv. Andra översätter dessa DNA-koder till proteiner. Det finns också syrafyllda soptunnor och molekylär återvinningstunnor för att hålla varje cell ren från avfall.

Sedan är det akuten. Nej, inte akuten utan en fluffig croissantliknande struktur. Kallas det endoplasmatiska reticulum, det är Grand Central för nya proteiner. ER paketerar proteiner och levererar dem till interna strukturer, cellens yta eller destinationer utanför cellen.

Dessa "sekretoriska" paket är kraftfulla regulatorer som kontrollerar lokala cellulära funktioner. Normalt hjälper ER cellerna att koordinera sina svar med närliggande vävnader - säg att låta blod koagulera efter en skrapning eller stimulera immunsvar för att läka skadan.

Åldrande celler kapar denna process. Istället för produktiv signalering släpper de istället ut en giftig soppa av kemikalier. Dessa celler föds inte skadliga. Snarare förvandlas de av en livstid av skada - skador på deras DNA, till exempel. Inför så mycket skada skulle normala celler vissna bort, vilket gör att friska nya celler kan ersätta dem i vissa vävnader som huden.

Zombieceller, däremot, vägrar att dö. Så länge skadan håller sig under en dödlig nivå, lever cellerna vidare, driver ut sin dödliga brygd och skadar andra i närheten.

Dessa egenskaper gör zombieceller till ett värdefullt mål för anti-aging-terapier. Och det har funnits lovande behandlingar. De flesta har förlitat sig på befintlig kunskap eller idéer om hur zombieceller fungerar. Forskare letar sedan efter kemikalier i stora läkemedelsbibliotek som kan störa deras funktion. Även om den är användbar kan den här strategin missa behandlingsalternativ.

Den nya studien blev oseriös. Istället för att börja med hypoteser, screenade de hela det mänskliga genomet för att hitta nya sårbarheter.

Ett vilda västern

I sin jakt vände sig teamet till CRISPR. CRISPR, känd som en genredigerare, används nu ofta för att lokalisera gener och proteiner som bidrar till cellulära funktioner. Här störde teamet varje gen i det mänskliga genomet för att hitta de som eliminerade zombieceller.

Deras arbete gav resultat. Skärmen hittade ett proteinpar som var avgörande för åldrande cellers överlevnad. Teamet letade därefter efter ett FDA-godkänt läkemedel för att störa paret. De hittade vad de letade efter i verteporfin, ett läkemedel som godkänts för att behandla sjukdomar i ögonblodkärl.

I flera zombiecellkulturer med proteinparet drev läkemedlet åldrande celler in i apoptos – det vill säga det "milda fall av löv", en sorts celldöd skadar inte omgivande celler.

När man grävde djupare verkade läkemedlet direkt rikta sig mot zombiecellernas endoplasmatiska retikulum - deras fraktcenter. Celler som behandlats med läkemedlet kunde inte upprätthålla den känsliga flerskiktsstrukturen, och den krympte sedan till en form som en våt, skrynklig pappershandduk.

"En krympt ER utlöste en metabol kris" i zombieceller, förklarade Anerillas och Gorospe. Det "kulminerade med deras död".

Tidslösa möss

Som ett bevis på konceptet injicerade teamet äldre möss – ungefär en ålder av en 70-årig människa – med verteporfin en gång i månaden i två månader.

På bara en vecka visade möss som behandlats med verteporfin färre molekylära tecken på åldrande i sina njurar, lever och lungor. Deras päls var lyxigare jämfört med kontrollmöss utan drogen.

När vi åldras kommer immunceller ofta in i lungorna och orsakar skador. Verteporfin eliminerade denna infiltration och minskade lungärrbildning hos möss - vilket ofta är kopplat till minskad andningskapacitet. På samma sätt, enligt blodprov, hjälpte läkemedlet också till att återställa funktionen i mössens njurar och lever.

Minskad antal åldrande celler dämpade inflammatoriska signaler, vilket kan förklara de föryngrande effekterna, förklarade teamet. Verteporfin stoppade också ett "väktarprotein" som skyddar åldrande celler från död, vilket ytterligare utlöser deras död.

Att utnyttja en zombiecells unika sårbarheter är en ny strategi i utvecklingen av senolytika. Det finns mycket mer att utforska. Det endoplasmatiska retikulumet är inte den enda cellkomponenten i den biologiska avfallsfabriken. Andra cellulära komponenter som genererar åldrande cellgifter kan också blockeras och hjälpa till att ta bort själva cellerna.

Det är ett lovande alternativ till befintliga metoder för att utplåna åldrande celler. Strategin kan "avsevärt utöka katalogen av senolytiska terapier", skrev teamet.

Bildkredit: En HeLA-cell som genomgår apoptos. Tom Deerinck / NIH / FLICKR

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
• Källa: https://singularityhub.com/2023/11/07/zombie-cells-have-a-weakness-a-new-anti-aging-therapy-exploits-it/