Cercetătorii au dezvoltat un instrument pentru estimarea vârstei biologice a celulelor
Cercetătorii de la Institutul Karolinska și Universitatea Stockholm au creat un nou instrument care estimează vârsta biologică a celulelor prin analiza activității genelor.
În revista Advanced Science, acest instrument poate fi utilizat pentru a identifica substanțele care influențează procesul de îmbătrânire celulară.
Îmbătrânirea reprezintă un factor major de risc pentru multe boli, însă metodele de măsurare a vitezei cu care celulele îmbătrânesc sunt încă insuficiente. În cadrul studiului, cercetătorii au prezentat Pasta, un instrument disponibil gratuit, care calculează vârsta biologică a celulelor pe baza activității genelor active sau inactive.
Pentru dezvoltarea acestui instrument, cercetătorii au analizat datele de activitate genică din peste 17.000 de probe de țesut prelevate de la persoane sănătoase. Modelul a fost testat ulterior pe mai multe seturi de date independente. „Instrumentele anterioare pentru măsurarea vârstei biologice funcționau adesea doar pentru un singur tip de țesut sau de date, ceea ce le limita utilitatea. Am construit Pasta pentru a fi aplicabil pe scară largă în multe țesuturi, tipuri de celule și tehnici de laborator, astfel încât toate grupurile de cercetare să poată să-l aplice la datele pe care le au deja. Cu acest instrument, putem urmări cum se schimbă celulele în timp și obține informații despre mecanismele care stau la baza îmbătrânirii”, afirmă Jérôme Salignon.
Celulele cu vârstă biologică ridicată au prezentat adesea o activitate crescută în genele asociate cu deteriorarea ADN-ului și stresul celular. De asemenea, instrumentul a reușit să facă distincția între celulele senescente, adică cele mai în vârstă, și celulele mai tinere, asemănătoare celulelor stem.
În etapa următoare, Pasta a fost utilizată pentru a analiza peste trei milioane de profiluri genice din baze de date publice, în care celulele fuseseră expuse la mii de medicamente și modificări genetice. Analiza a identificat substanțe și căi de semnalizare biologică care păreau să crească sau să scadă vârsta biologică a celulelor. Unele dintre rezultate au fost ulterior confirmate prin experimente de laborator pe celule umane.
„Determinarea fiabilă a vârstei biologice a celulelor a fost, de mult timp, o provocare majoră. Acum putem realiza acest lucru folosind datele de exprimare genică – un tip de date care este deja generat în mod obișnuit în numeroase studii de cercetare. Cred că intrăm astfel într-o nouă eră în care vârsta biologică poate fi utilizată ca măsură experimentală în multe tipuri diferite de studii. Pasta deschide posibilități complet noi pentru înțelegerea mecanismelor din spatele îmbătrânirii și pentru căutarea sistematică a genelor și substanțelor care pot influența acest proces”, adaugă Christian Riedel.
Jérôme Salignon continuă: „Instrumentul poate ajuta la identificarea candidaților pentru tratamentele viitoare ale bolilor legate de vârstă și ale cancerului. În experimentele de laborator, am validat doi noi candidați: pralatrexat, care a accelerat îmbătrânirea celulară, și piperlongumină, care a făcut celulele mai tinere. Cu toate acestea, rezultatele noastre se bazează pe experimente pe celule, astfel încât sunt necesare cercetări suplimentare înainte ca acestea să poată fi transformate în tratamente pentru pacienți.
