Cercetătorii descoperă un gen crucial în procesul de îmbătrânire a celulelor stem sanguine
Celulele stem au capacitatea unică de a se auto-reînnoi și de a se transforma în diferite tipuri de celule. De exemplu, celulele stem hematopoietice rare, întâlnite în măduva osoasă, pot deveni orice tip de celulă sanguină. De-a lungul vieții, acestea pot produce noi celule sanguine pentru a înlocui cele pierdute din cauza infecțiilor, sângerărilor sau chimioterapiei.
Totuși, pe măsură ce oamenii și animalele îmbătrânesc, celulele stem hematopoietice devin din ce în ce mai puțin eficiente. Numărul lor crește, dar capacitatea de a reconstrui sistemul sanguin scade. Aceste schimbări pot contribui la anemie, imunitate redusă, cheaguri de sânge și tulburări sanguine legate de vârstă. Cercetătorii de la Universitatea Tohoku au folosit inteligența artificială (IA) pentru a prezice ce gene ar putea conduce la îmbătrânirea celulelor stem, testând ulterior acești candidați în studii pe animale.
Acest studiu oferă un cadru molecular mai clar pentru a înțelege de ce producția de sânge devine dezechilibrată odată cu vârsta, aruncând o lumină asupra unei probleme care afectează pe toată lumea pe măsură ce îmbătrânim. Echipa de cercetare a analizat celule stem hematopoietice individuale din șoareci de vârste diferite. Au descoperit că celulele stem îmbătrânite activează simultan două programe genetice: unul care păstrează un stadiu de celulă stem foarte imatur și altul care pregătește celulele pentru a produce trombocite. Aceste schimbări au început treptat, cu programul imatur crescând înainte de naștere și genele legate de trombocite crescând după naștere.
Aceasta sugerează că îmbătrânirea celulelor stem se dezvoltă continuu și nu apare brusc în vârstă înaintată. Pentru a identifica genele care controlează acest proces, echipa a folosit Geneformer, un model de IA antrenat pe date de expresie genică din aproximativ 30 de milioane de celule. Au antrenat ulterior modelul folosind aproximativ 160.000 de celule stem sanguine tinere și îmbătrânite. IA a prezis care gene ar putea muta celulele stem tinere către un stadiu îmbătrânit.
IA ne-a ajutat să găsim 143 de candidați promițători, pe care i-am testat în laborator și am restrâns la un punct cheie de control al îmbătrânirii: un factor de reglementare a genei numit Pbx1.
În celulele stem îmbătrânite, Pbx1 era strâns legat de gene implicate în imaturitatea celulelor stem, îmbătrânire și producția de trombocite. Creșterea Pbx1 în celulele stem tinere a reprodus multe caracteristici ale celulelor îmbătrânite. Până la 73,3% din genele activate de Pbx1 au fost, de asemenea, crescute în celulele stem îmbătrânite. După transplantul în șoareci, aceste celule au produs mai puține celule roșii și au arătat o creștere relativă a producției de trombocite. Ei au propus că o parte din motivul pentru care dezvoltarea celulelor roșii de sânge este redusă este că Pbx1 suprima o altă genă numită Gata1.
„Celulele stem sanguine îmbătrânite sunt adesea descrise pur și simplu ca celule care au pierdut funcția”, spune Takubo. „Dar descoperirile noastre arată că ele nu sunt o versiune mai slabă. Ele intră doar într-o stare diferită, stabilă, cu propriile tendințe.” Aceste descoperiri – combinând predicția IA, screening-ul la scară largă, analiza multi-omics și experimentele de transplantare – dezvăluie puncte cheie ale uneia dintre căile care conduc la îmbătrânirea celulelor stem hematopoietice. Studiile viitoare vor determina dacă același mecanism operează și în oameni și dacă contribuie la anemie, tromboză, hematopoieza clonală sau cancerele de sânge.
Descoperirile au fost publicate în Science Advances pe 22 august 2026.
