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8. Segno distintivo dell'invecchiamento: deplezione delle cellule staminali
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8. Segno distintivo dell'invecchiamento: deplezione delle cellule staminali

Le cellule staminali sono cellule che mostrano poca o nessuna differenziazione. Se traduciamo questa formulazione un po’ secca e scientifica, riconosciamo il potenziale delle cellule staminali. Le cellule staminali possono formare nuove cellule, dalla pelle ai muscoli fino alle cellule del fegato. Sono come un coltellino svizzero, dotato di tutto ciò di cui una nuova cellula ha bisogno. Ed è questo che li rende così unici nel corpo. Un'altra analogia potrebbe essere la carta jolly in un gioco. Puoi sempre usare questi.

Le cellule staminali e il loro potenziale sono noti in medicina da molto tempo. Inoltre vengono già utilizzati con successo per alcune malattie, come la leucemia. In questo articolo ti mostreremo anche che esistono diversi tipi di cellule staminali. Man mano che invecchiamo, sembra che le cellule staminali non riescano più a funzionare in modo altrettanto efficace come prima, motivo per cui l’esaurimento delle cellule staminali è stato incluso come uno dei segni distintivi dell’invecchiamento. Ti mostreremo il contesto, spiegheremo cosa sono le nicchie delle cellule staminali e perché esiste il “turismo delle cellule staminali”.

Cellule staminali: meno non è di più

La diminuzione della capacità dei tessuti di recuperare è una delle caratteristiche più evidenti dell’invecchiamento. Diamo un'occhiata a loro  formazione del sangue  (ematopoiesi), che diminuisce con l’età. Questa circostanza porta ad una minore produzione di cellule immunitarie che possono adattarsi alle minacce in continua evoluzione. Gli esperti usano un termine che conosciamo per descrivere questo fenomeno: Immunosenescenza. Di conseguenza può Anemia o malattie maligne del midollo osseo Venire.

I ricercatori hanno osservato questa funzionale “abrasione delle cellule staminali” nei topi in più o meno tutti i punti del corpo in cui si trovano le cellule staminali. Questi includono, ad esempio, il prosencefalo, le ossa o le fibre muscolari. Ciò significa che ovunque le cellule vecchie o morte non possono più essere adeguatamente sostituite da cellule nuove.

Studi condotti su topi anziani hanno fornito ulteriori spunti in questa direzione. Gli scienziati ne hanno registrato uno lì Diminuzione dell'attività del ciclo cellulare nelle cellule staminali ematopoietiche. Dipende da  Accumulo di danni al DNA  (Vedere instabilità genomica) e con il  Inibizione del ciclo cellulare  (Vedere senescenza cellulare) da quello che già sappiamo  Proteina p16INCHIOSTRO4a insieme. IL  Accorciamento dei telomeri  (Vedere Attrito dei telomeri) è anche una causa importante. Tuttavia, tutti questi sono solo esempi di un quadro molto più ampio di ciò che causa il declino funzionale nella popolazione di cellule staminali.

Abbiamo semplicemente troppo poche cellule staminali mentre invecchiamo?

La conclusione ovvia dai risultati degli studi sarebbe: il numero di cellule staminali diminuisce con l'età. Ma è proprio vero?

Non proprio, quando si osservano più da vicino le cellule staminali il quadro diventa un po’ più complicato. Per fare questo, devi prima sapere che lo è Esistono diverse cellule staminali potenti.Probabilmente la cellula staminale più potente è quella da cui tutti siamo emersi: The zigote (nota breve: uno zigote è la fusione di un uovo con uno spermatozoo)

Nel nostro corpo adulto, le cellule staminali sono organizzate in modo leggermente diverso, solitamente sotto forma di cosiddette nicchie di cellule staminali. Questi si trovano in luoghi diversi a seconda di dove sono necessari. La nostra pelle ha diverse nicchie di cellule staminali perché è qui che maturano le nuove cellule. Ma anche i nostri organi, come il fegato, i polmoni e l’intestino, hanno nicchie per le cellule staminali. Sono proprio queste nicchie di cellule staminali che sembrano essere particolarmente colpite in età avanzata.

Nicchie di cellule staminali – il luogo dell’invecchiamento

Prendiamo come esempio la pelle. In giovane età hai un grande deposito di cellule staminali funzionali nella nicchia. Questi assicurano che la tua pelle si rinnovi rapidamente. Queste nicchie di cellule staminali svolgono un ruolo speciale, soprattutto in caso di lesioni. Ora, non tutte le cellule staminali in questa nicchia sono uguali. Alcuni sono particolarmente laboriosi e contribuiscono in modo particolare al rinnovamento cellulare, mentre altri sono piuttosto lenti e contribuiscono poco alla guarigione delle ferite.

Cosa succede ora che invecchi? Sembra come se il numero totale di cellule staminali non cambia affatto. Tuttavia mancano sempre più quelle particolarmente laboriose, per cui la prestazione delle cellule staminali nella loro nicchia diminuisce. Le cellule staminali possono anche entrare in un tipo di senescenza in cui sono difficili da attivare.

Al microscopio sembra che ci siano abbastanza cellule staminali, ma in realtà sono esaurite e non riescono più a tenere il passo con la produzione. Il risultato. Se ci feriamo man mano che invecchiamo, ci saranno meno cellule staminali laboriose e la guarigione delle ferite richiederà molto più tempo.

Troppe poche cellule staminali: la soluzione ovvia è troppo semplice

Quindi abbiamo la nostra soluzione. Abbiamo bisogno di cellule staminali più funzionali per poter rinnovare i nostri corpi. Sfortunatamente, non è così semplice. L’eccessiva attività delle cellule staminali è stata associata a un invecchiamento più rapido. Questa scoperta è stata dimostrata in modo convincente in un esperimento con cellule staminali intestinali di moscerini della frutta (Drosophila). L’aumento della divisione delle cellule staminali ha provocato un invecchiamento precoce.

E quando le cellule si dividono in modo incontrollabile, abbiamo un altro nome per definirlo: cancro

Ricordiamolo ancora  INCHIOSTRO4a  (Vedere senescenza cellulare) E  IGF-1  (Vedere misurazione deregolamentata dei nutrienti). Per entrambi i parametri è stato descritto un effetto paradossale sul corso della vita. UN Gli aumenti di INK4a guidano le cellule all’arresto del ciclo cellulare – si verifica la senescenza. Ce n'è anche uno Diminuzione dell'IGF-1 nel siero associata a una diminuzione della capacità di divisione cellulare. Entrambi i processi avvengono durante il normale invecchiamento, ma con intenzioni positive. Riflettono il tentativo del nostro corpo di mantenere l'integrità delle cellule staminali.

Lo sapevate? Nel Segni distintivi dell'invecchiamento Vengono spesso citati i radicali liberi dell’ossigeno.I cosiddetti ROS svolgono un duplice ruolo. Nel In giovane età possono essere utili per noi, mentre un eccesso di ROS può distruggere il nostro DNA e le nostre proteine. I ROS hanno lo stesso effetto sulle cellule staminali. Troppi di questi radicali possono potenzialmente contribuire all’esaurimento delle cellule staminali.

Il nostro corpo cerca di farlo principalmente attraverso il Formazione di glutatione per prevenire. Se vuoi saperne di più, dai un’occhiata al nostro articolo GlyNAC puro. Ti spiegheremo anche perché è meglio non sostituire il glutatione e cos'è l'amminoacido Glicina ha a che fare con l'argomento.

GlyNAC è una molecola promettente quando si tratta di energia cellulare e anche di età biologica.

FGF2 – un nuovo bersaglio per le cellule staminali esauste

Nella ricerca di modi per riattivare le cellule staminali a nostro vantaggio, la ricerca si è concentrata sulla proteina  FGF2  Occupato. Questo è uno Fattore di crescita per le cellule del tessuto connettivo. Se il livello di FGF2 nel corpo è elevato, ciò porta all'esaurimento delle cellule staminali invecchiate e quindi a una limitazione della capacità di recupero.

La buona notizia è che la soppressione di questo percorso previene questa condizione. Si tratta quindi di una possibile strategia terapeutica per combattere l’esaurimento delle cellule staminali.

Come possiamo rafforzare le cellule staminali?

Allontaniamoci ora un po' dalla ricerca di base e diamo uno sguardo al futuro. Ora sappiamo che le nostre cellule staminali non sono più così efficienti man mano che invecchiamo. Ma da dove viene questo? Cosa fa invecchiare le nostre cellule staminali?

Una possibile spiegazione è fornita da un esperimento un po’ bizzarro di cui abbiamo già parlato nel 5° Segno distintivo dell’invecchiamento. Se cuci insieme due topi, uno giovane e sano, l'altro vecchio e malato, ottieni un cosiddetto Parabiosi. È interessante notare che i ricercatori hanno scoperto che nei topi vecchi le cellule staminali nelle nicchie cellulari del cervello e del fegato erano significativamente ringiovanite.

Questi risultati possono anche essere riprodotti iniettando nei topi vecchi il sangue di topi giovani, suggerendo ciò Non vi è stato alcuno scambio di cellule staminali, ma piuttosto segnali molecolari presenti nel sangue dei topi giovani, che rendono le cellule staminali nuovamente più giovani. Quale, questa rimane ancora la domanda.

Lo sapevate? Tali esperimenti di parabiosi suscitano sempre grande scalpore nella stampa (vedi ad es Bryan Johnson Autoesperimento in cui gli viene somministrato il plasma sanguigno di suo figlio). Grandi preoccupazioni etiche vengono giustamente sollevate riguardo a tali azioni. Le trasfusioni di sangue non sono esenti da rischi e la “fonte dell’eterna giovinezza” non si troverà certamente nel farsi infondere sangue giovane. Sarà più interessante scoprire quali esatte vie di segnalazione nel sangue giovane assicurano il rinnovamento delle cellule staminali. Ciò consentirebbe quindi di progettare nuovi metodi terapeutici in futuro.

Non ci sono altri modi?

Fortunatamente, il sangue giovane non è l’unico modo per rendere nuovamente più forti le cellule staminali vecchie. sport sembra essere un mezzo comprovato per riattivare le cellule staminali. Oltre a questo migliorato Veloce la funzione delle cellule staminali intestinali e muscolari in modelli animali.

L’effetto del digiuno risiede probabilmente nella regolazione di varie vie di segnalazione, principalmente della via IGF-1 e mTOR. In questo modo si potrebbe dimostrare anche questo I mimetici del digiuno che agiscono proprio attraverso questo asse molecolare hanno effetti positivi anche sulle cellule staminali.

Influenza medicinale sulle cellule staminali

Ultimo ma non meno importante, nell’agenda della ricerca figuravano anche possibili interventi farmacologici per migliorare la funzione delle cellule staminali. La scienza era particolarmente interessata a questo inibitori dell'mTOR  Rapamicina – una vecchia conoscenza. Questa molecola sviluppa il suo effetto attraverso il  influenzando il Proteostasi e riguardo a Misurazione dei segnali energetici. Sulla base di questi due meccanismi, gli studi hanno dimostrato che... La funzione delle cellule staminali nella pelle, nel sistema emopoietico e nell'intestino può essere migliorata.

Questi risultati evidenziano ancora una volta il difficile compito di svelare le basi molecolari dell’attività antietà della rapamicina. Rende anche chiaro quanto siano interconnessi i segni distintivi dell’invecchiamento.

Oltre alla rapamicina, c'è anche quella farmacologico  Inibizione di  CDC42 degno di nota. Ciò ha consentito il ringiovanimento delle cellule umane nella fase di senescenza. La sovraespressione del CDC42, che interviene tra l'altro nel controllo del ciclo cellulare, è stata rilevata anche in un certo tipo di cancro ai polmoni.

Terapia con cellule staminali: attenzione alle false promesse

Come abbiamo visto, le cellule staminali sono potenti aiutanti nella lotta contro l’invecchiamento. Se riusciamo a capire come ripristinare questa risorsa naturale alla sua piena forza, allora ci si apriranno molte nuove possibilità.

È proprio con questa speranza che ci sono (purtroppo) alcune pecore nere che vogliono guadagnarci un sacco di soldi. In alcune regioni del mondo, come i Caraibi, viene pubblicizzata la terapia con cellule staminali. Dal miglioramento della guarigione delle ferite alla terapia del cancro – Le promesse sono spesso grandiose, ma la realtà spesso fa riflettere. La FDA, l'autorità farmaceutica americana, ha addirittura emesso un avvertimento ufficiale su tali frodi.

Cellule staminali e invecchiamento: una questione di tempo, non di mezzi

L’esaurimento delle cellule staminali è una conseguenza intrinseca del danno cellulare legato all’età. Non si presume erroneamente ciò che questo processo è uno dei  Principale causa dell'invecchiamento del nostro organismo  È. Dopotutto, praticamente tutti i segni distintivi dell'invecchiamento che abbiamo imparato fino ad oggi risultano nel Deplezione delle cellule staminali.Studi recenti forniscono una base promettente per supporre che Il ringiovanimento delle cellule staminali può invertire l’invecchiamento a livello dell’organismo.

Questi risultati sono una sorta di base per far tornare la macchina del tempo biologicamente giovane? Anche se l’idea piace ad alcuni, al momento ci sono troppo poche prove a sostegno di ciò. In ogni caso, rispetto agli altri segni distintivi nel campo della ricerca sulle cellule staminali  investimenti massicci  fatto.

Le terapie con cellule staminali sono onnipresenti da anni e hanno portato a notevoli miglioramenti nel trattamento di malattie come la leucemia. Inoltre, si ritiene che le cellule staminali abbiano un enorme potenziale nel campo della medicina dei trapianti.

Lo è quindi meno una questione di mezzi che una questione di tempofino a quando i risultati della ricerca sulle cellule staminali non verranno trasferiti al tema dell’anti-invecchiamento e della salute. Forse in futuro non dovremo preoccuparci di come “restaurare” se potremo anche “preservare”.

Il prossimo articolo di questa serie si concentrerà sul nono segno distintivo dell’invecchiamento: Comunicazione intercellulare alterata.

Quellen

Literatur

  • López-Otín, Carlos et al. “Hallmarks of aging: An expanding universe.” Cell vol. 186,2 (2023): 243-278. Link
  • Brunet, Anne et al. “Ageing and rejuvenation of tissue stem cells and their niches.” Nature reviews. Molecular cell biology vol. 24,1 (2023): 45-62. Link
  • López-Otín, Carlos et al. “Meta-hallmarks of aging and cancer.” Cell metabolism vol. 35,1 (2023): 12-35. Link
  • Liu, Beibei et al. “A stem cell aging framework, from mechanisms to interventions.” Cell reports vol. 41,3 (2022): 111451. Link

Grafiken

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