Reprogramarea genelor ne poate reda tinerețea? Autorii unei descoperiri revoluționare la baza căreia au stat rezultatele cercetărilor unui laureat al Premiului Nobel pentru Medicină, cred că da. Mai mult decât atât, deținătorii patentului unei versiuni de reprogramare celulară în vederea întineririi se așteaptă să primească, înainte de sfârșitul acestui an, aprobarea Administrației pentru Alimente și Medicamente (FDA) din SUA pentru a iniția primele studii clinice în cadrul cărora terapia genică va fi testată pe oameni!
EXPERIMENT DE LABORATOR
Pentru cei care speră să învingă bătrânețea, un experiment științific derulat în 2016, la Institutul Salk pentru Studii Biologice din San Diego, a devenit piatra de temelie a terapiei genice pentru întinerire.
Experimentul a implicat șoareci bolnavi de versiunea proprie rozătoarelor a progeriei, o boală genetică pediatrică fatală, care provoacă îmbătrânirea prematură. Animalele bolnave asupra cărora nu s-a intervenit deloc au încărunțit rapid, s-au deteriorat și au murit în jurul vârstei de șapte luni, deși durata de viață a șoarecilor de laborator este, în medie, de doi ani.
Pe de altă parte, șoarecii bolnavi de progerie din lotul asupra căruia s-a intervenit au avut o soartă mai bună. Lor li s-a injectat un virus purtător al unui număr de patru gene capabile să remodeleze ADN-ul și, practic, să le întinerească fiecare celulă din corp. Experimentul a funcționat și animalele au trăit cu 30% mai mult decât cele netratate.
INVESTIȚII DE MILIARDE
După reușita acestui experiment, reprogramarea celulară a fost salutată de susținătorii săi drept cea mai promițătoare abordare științifică pentru îmbunătățirea duratei de sănătate și a duratei de viață a oamenilor. Entuziaștii acestei terapii genice susțin că are potențialul de a remodela modul în care îmbătrânim, iar compania de biotehnologie Life Biosciences așteaptă aprobarea FDA pentru primul test uman al unei versiuni a tehnicii, potrivit dr. Sharon Rosenzweig-Lipson, directorul științific al companiei.
ÎMBĂTRÂNIRE INVERSATĂ
Reprogramarea este un domeniu relativ nou, care a început cu revelația uluitoare din 2006 – aceea că doar patru gene ar putea readuce chiar și cea mai veche și decrepită celulă la un stadiu propriu tinereții.
Cele patru gene și efectele lor au fost descoperite de omul de știință japonez Shinya Yamanaka, care, ulterior, în 2012, a câștigat Premiul Nobel pentru Medicină, acordat pentru „descoperirea faptului că celulele mature pot fi reprogramate pentru a deveni pluripotente”. Respectivele gene au rămas cunoscute ca factori Yamanaka.
Când sunt introduși într-o celulă, factorii Yamanaka o dezlipesc rapid de stratul exterior al ADN-ului său, numit epigenom. Epigenomul nostru este cheia reprogramării celulare și, de fapt, viața însăși. Celulele inimii, de pildă, știu că sunt celule ale inimii exclusiv și nu parte din piele, din ficat sau alte organe, datorită epigenomului, care dă fiecărei celule o identitate proprie.
EPIGENOM ȘI METILARE
Inițial, ADN-ul nostru arată la fel în aproape fiecare celulă. În cel mai scurt timp, însă, aglomerări minuscule de molecule cunoscute sub numele de grupări de metil încep să se atașeze la exteriorul diferitelor gene, cu configurații diferite în celule diferite. În funcție de numărul și modelele acestor molecule, genele de dedesubt vor putea primi semnale biochimice care le spun să se activeze sau nu.
Acest proces, numit metilare, este probabil cea mai importantă parte a epigenomului. Metilarea continuă de-a lungul vieții și reflectă modul cum trăim, cu bune și cu rele. Prin metilare, epigenomul funcționează, de fapt, ca un jurnal al corpului, în care desenele micilor formațiuni moleculare de pe ADN înregistrează ceea ce facem cu noi înșine zi de zi. Dar nimic nu afectează metilarea la fel de mult ca înaintarea în vârstă. Modelele de metilare ale sugarului sunt net diferite de cele din copilărie, de la maturitate sau de la bătrânețe.
CELULE PLURIPOTENTE
În vasele Petri din laboratoare, reprogramarea celulară funcționează conform așteptărilor. Factorii Yamanaka, adăugați unor celule ale pielii recoltate de la un centenar ridat, fac ca cele mai multe dintre acestea să își piardă urmele de metil și să se transforme înapoi în celule nou-născute sau ceea ce oamenii de știință numesc celule stem pluripotente.
Complet lipsite de amintirea celulară de a fi fost piele, cu intervenția adecvată, aceste celule pot deveni aproape orice tip de celulă. Dar procesul nu este neapărat eficient sau benign. Într-un vas care conține milioane de celule bătrâne, după expunerea la factorii Yamanaka, multe vor deveni celule stem tinere. Dar altele nu o vor face, din motive necunoscute. Unele rezistă procesului, unele mor, iar altele, invariabil, se transformă în excrescențe care devin rapid uriașe. Acest tip de tumori-monstru este denumit teratom. Teratoamele se dezvoltă atunci când o celulă stem nu știe ce să devină și se transformă într-un tip greșit de celulă. Cu un teratom, celule ale dinților pot ajunge să crească într-un pelvis sau celule osoase, într-un glob ocular.
Din vasele de laborator, cercetătorii pot elimina teratoamele ușor. Dar, în viața reală, dimensiunile la care ajung creează filme de groază. În timpul unui experiment timpuriu de reprogramare celulară, când un cercetător spaniol a activat factorii Yamanaka la șoareci sănătoși, multe dintre animale au murit în câteva săptămâni după ce teratoame și alte tumori canceroase le-au încolțit pe tot corpul.
Așadar, pentru a realiza promisiunea reprogramării la oameni, cercetătorii și-au dat seama că trebuie să găsească o metodă mai bună și mai sigură de a da înapoi timpul celular.
METILARE PARȚIALĂ
În 2020, cercetători ai Universității Harvard au comprimat nervii optici ai unor șoareci sănătoși pentru a le induce o afecțiune similară unui accident vascular ocular. Această condiție medicală poate reduce substanțial vederea. Apoi, cercetătorii au tratat respectivii șoareci cu o formă inovatoare de reprogramare celulară – le-au injectat în ochi un virus (vector viral) care poartă doar trei dintre factorii Yamanaka, omițând factorul care s-a descoperit că declanșează cancerul.
În prealabil, cei trei factori rămași au fost modificați genetic pentru a se manifesta doar în prezența antibioticului doxiciclină. După injectare, timp de două luni, două zile pe săptămână, șoarecilor li s-a dat să bea apă care conținea antibioticul. Planul a fost acela de a reprograma celulele din nervul optic doar parțial, eliminând în mare parte – nu în întregime – metilarea acestora. Astfel, celulele își pot păstra identitatea fundamentală, chiar dacă au devenit funcțional mai tinere.
În acest scenariu, teratoamele nu ar reprezenta un obstacol, deoarece celulele vizate nu ar întineri niciodată într-atât încât să devină celule stem. În schimb, ar rămâne aceleași celule, dar mai viguroase, mai tinere și mai capabile să vindece nervul optic rănit, spun autorii studiului.
DE LA PRIMATE, LA OAMENI
Rezultatele studiului pe șoareci derulat la Harvard au fost publicate în revista Nature și considerate pozitive. Cercetătorii au raportat modificări epigenetice ale celulelor și reapariția nervilor optici deteriorați la cei mai mulți dintre șoarecii care au primit tratamentul, dar niciun teratom.
„A fost extrem de interesant”, a spus David Sinclair, geneticianul de la Harvard considerat un adevărat megastar al longevității și, probabil, cea mai cunoscută figură a științelor domeniului la nivel planetar, autor principal al studiului. – „Nu producem celule stem, ci dăm ceasul înapoi pentru ca celulele să-și recapete identitatea. Am fost surprins să constat că tehnica uzitată funcționează invariabil. Nu s-a găsit încă vreun tip de celulă pe care să nu o putem îmbătrâni sau întineri după voință.“
Anul următor, prof. David Sinclair și Universitatea Harvard au vândut patentul pentru versiunea lor de reprogramare celulară parțială companiei Life Biosciences. În 2023, compania a raportat că a folosit cu succes această versiune de reprogramare celulară parțială la ochii unor maimuțe care au suferit un tip de atac al nervului optic. Life Biosciences a arătat că experimentul le-a restaurat maimuțelor aspectele pierdute ale vederii și a modificat o parte din epigenomul celulelor nervoase, făcându-le similare cu cele ale animalelor tinere. De această dată, nu s-au ivit efecte secundare sau tumori.
Anul trecut, reprezentanții companiei au prezentat FDA planurile lor de a folosi reprogramarea celulară parțială la ochii persoanelor cu infarcte ale nervului optic. Accidentele vasculare ale nervului optic, pentru care nu există tratament, pot fi debilitante, pierderea vederii la ochiul afectat fiind bruscă, totală și ireversibilă.
Dacă FDA autorizează studiul clinic, oamenii de știință de la Life Biosciences vor injecta în ochii voluntarilor factori Yamanaka care pot fi dezactivați sau activați cu antibioticul doxiciclină. – „Speranța este că celulele din nervii optici deteriorați ai oamenilor vor deveni mai tinere la nivel epigenetic, iar vederea lor se va îmbunătăți. Credem că reprogramarea parțială nu va duce la tumori, deoarece protocolul nostru omite cei mai cancerigeni dintre factorii Yamanaka, iar studiile experimentele pe maimuțe au arătat că factorii rămași nu vor migra din globul ocular în alte părți ale corpului“, a declarat prof. Rosenzweig-Lipson.
NOUA GOANĂ DUPĂ AUR
„Sunt optimist că, odată cu întinerirea celulară, am putea modifica rata de progresie a îmbătrânirii și, prin urmare, am putea crește durata generală a sănătății”, a spus Juan Carlos Belmonte, profesorul care a condus cercetările inițiale la Institutul Salk și care, acum, este directorul Institutului de Știință Altos Labs, unde continuă să studieze reprogramarea celulară. Altos Labs, cel mai bine finanțat start-up de biotehnologie din istorie, și-a început activitatea, în 2022, cu o finanțare de peste 5 miliarde de dolari. Presa descria înființarea Altos Labs drept o cursă high-tech pentru durate de viață prelungite prin inversarea îmbătrânirii în fiecare celulă a corpului uman.
Deocamdată, însă, cercetătorii sunt de acord că experimentele umane care folosesc reprogramarea celulară, fie la Altos Labs sau Life Biosciences, fie în alte laboratoare, se vor încadra într-un domeniu limitat. Oamenii de știință se vor concentra asupra bolilor specifice legate de îmbătrânire, cum ar fi diabetul, artrita, accidentul vascular cerebral, glaucomul sau demența, și nu asupra îmbătrânirii în sine, pentru simplul motiv că îmbătrânirea nu este o boală.
WHAT’S WHAT
↘ CE ESTE TERAPIA GENICĂ
- Terapia genică este o tehnologie medicală care urmărește să producă un efect terapeutic prin manipularea expresiei genelor sau prin modificarea proprietăților biologice ale celulelor vii.
- Terapia genicăpresupune modificarea geneticăa celulelor pacientului, aceasta putând fi realizată prin înlocuirea genelor defecte sau prin furnizarea de gene noi, care ajută organismul să lupte împotriva bolii.
WHO’S WHO
↘ CINE ESTE GENETICIANUL DAVID SINCLAIR
- Biochimistul american David Sinclair (56 de ani) este doctor în Genetică Moleculară, profesor de Genetică la Facultatea de Medicină a Universității Harvard și directorul Centrului Paul F. Glenn pentru Cercetarea Biologiei Îmbătrânirii al aceleiași instituții academice.
- Profesorul Sinclair, autorul versiunii de terapie genică pentru care se așteaptă aprobarea studiilor clinice pe om, este o autoritate mondială în materie de genetică și longevitate și autorul mai multor bestsellere cu subiecte care țin de domeniile sale de expertiză.
- Dr. Siclair este fericitul posesor al unei vârste biologice mai mici cu 11 ani decât vârsta sa cronologică datorită regimului de viață pe care și l-a impus pentru a beneficia de fenomenul numit îmbătrânire inversă prin combaterea bolilor și declinului cauzate de vârstă.
WHO’S WHO
↘ CINE ESTE MEDICUL SHINYA YAMANAKA
- Doctorul în medicină, profesorul universitar și cercetătorul japonez Shinya Yamanaka, în vârstă de 62 de ani, este, deopotrivă, biolog, fizician, genetician și membru al Academiei Japoneze.
- Pe lângă Premiul Nobel pentru Medicină (2012), prof. Shinya Yamanaka este deținătorul altor câtorva zecii de premii de înaltă ținută academică, fiind cel mai premiat om de știință japonez.
- Yamanaka este un iubitor al sportului. În studenție a jucat rugby și a practicat judo, sport în care deține centura neagră 2 dan, iar de 25 de ani, aleargă cu succes în competiții de maraton.
