نجح علماء في عكس عملية الشيخوخة في الفئران متوسطة العمر والأكبر سنا باستخدام تقنية "التجديد" الخلوي.
وأظهر الخبراء المقيمون في كاليفورنيا أن بإمكانهم إعادة تعيين خلايا الفئران جزئيا إلى "حالات أكثر شبابا"، باستخدام أربعة جزيئات تُعرف باسم عوامل نسخ Yamanaka.
وبعد حقن هذه الجزيئات في الفئران من مختلف الأعمار، أظهرت الكلى والجلد لدى الحيوانات علامات واعدة للتجدد، في حين أن خلايا الجلد لديها قدرة أكبر على التكاثر وأقل عرضة لتكوين ندبات دائمة.
ويقول الباحثون إن علاجهم "الآمن" يمكن أن يساعد البشر يوما ما على استعادة ساعتهم البيولوجية، ما يقلل من مخاطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان.
ووفقا للنتائج، قد تكون هناك حاجة لفترة علاج من سبعة إلى 10 أشهر لدرء الآثار الجانبية غير المرغوب فيها للشيخوخة.
وقال خوان كارلوس إيزبيسوا بيلمونتي، المعد المشارك والأستاذ في معهد سالك، سان دييغو، كاليفورنيا: "هذه التقنية آمنة وفعالة في الفئران. نحن سعداء لأننا نستطيع استخدام هذا النهج على مدى الحياة لإبطاء الشيخوخة في الحيوانات العادية".
وبالإضافة إلى معالجة الأمراض المرتبطة بالعمر، قد يزود هذا النهج مجتمع الطب الحيوي بأداة جديدة لاستعادة صحة الأنسجة والكائنات الحية من خلال تحسين وظائف الخلايا والمرونة في حالات المرض المختلفة، مثل الأمراض التنكسية العصبية.
وكانت عوامل نسخ Yamanaka - Oct4 وSox2 وKlf4 وcMyc - في الأصل رائدة منذ أكثر من 15 عاما من قبل العالم الياباني الحائز جائزة نوبل، الدكتور شينيا ياماناكا.
واكتشف الدكتور ياماناكا أنه من خلال إضافة البروتينات الأربعة المنظمة للجينات إلى الخلايا، يمكن "إعادة برمجتها" للعودة إلى شكل أصغر وأكثر قابلية للتكيف، يسمى "الخلايا الجذعية الجنينية".
وتتمتع الخلايا الجذعية الجنينية بالقدرة على أن تصبح جميع أنواع الخلايا في الجسم لأنها متعددة القدرات - أي يمكنها أن تؤدي إلى العديد من أنواع الخلايا المختلفة.
وفي عام 2016، أفاد مختبر Izpisua Belmonte في معهد سالك، للمرة الأولى بأنه يمكنهم استخدام عوامل Yamanaka لمواجهة علامات الشيخوخة وزيادة عمر الفئران المصابة بمرض الشيخوخة المبكرة.
ويشير الباحثون في دراستهم الجديدة إلى أن "تأثيرات إعادة البرمجة الجزئية طويلة المدى في الفئران الفسيولوجية من النوع البري غير معروفة".
ولاستكشاف ذلك، اختبر الفريق اختلافات نهج تجديد الخلايا في الحيوانات السليمة مع تقدم العمر، على مدى فترات طويلة.
وتلقت مجموعة واحدة من الفئران جرعات منتظمة من عوامل Yamanaka من الوقت الذي كانت تبلغ من العمر 15 شهرا حتى 22 شهرا، أي ما يعادل تقريبا سن 50 إلى 70 عاما في البشر.
وعولجت مجموعة أخرى من 12 إلى 22 شهرا (حوالي 35 إلى 70 عاما في البشر) بينما عولجت المجموعة الثالثة لمدة شهر واحد فقط في عمر 25 شهرا (على غرار عمر 80 عند البشر).
وقال معد الدراسة براديب ريدي، من معهد سالك أيضا: "ما أردنا حقا إثباته هو أن استخدام هذا النهج لفترة زمنية أطول يعد آمنا. وفي الواقع، لم نر أي آثار سلبية على صحة أو سلوك أو وزن جسم هذه الحيوانات".
وبالمقارنة مع الحيوانات الضابطة، لم تكن هناك تغييرات في خلايا الدم أو تغيرات عصبية في الفئران التي تلقت عوامل Yamanaka. كما لم تكن هناك سرطانات في أي من المجموعات.
وعندما نظر الباحثون في العلامات الطبيعية للشيخوخة في الحيوانات التي خضعت للعلاج، وجدوا أن الفئران تشبه الحيوانات الأصغر سنا.
وفي كل من الكلى والجلد، كانت الوراثة اللاجينية للحيوانات المعالجة أكثر شبها بالأنماط اللاجينية التي شوهدت في الحيوانات الأصغر سنا. ولمعرفة ما إذا كانت إعادة البرمجة يمكن أن تقلل من تليف الأنسجة - النمو الزائد للأنسجة أو تصلبها أو تندبها - قام الفريق بتحليل تراكم الأنسجة في جرح جلدي بعد الشفاء.
ويقول الفريق في ورقتهم: "لاحظنا زيادة في رواسب الكولاجين في منطقة جرح الفئران القديمة غير المعالجة، بينما في الفئران التي تمت إعادة برمجتها جزئيا على المدى الطويل، كان التليف في منطقة الجرح منخفضا ومشابها للفئران الصغيرة".
وعلاوة على ذلك، فإن جزيئات التمثيل الغذائي في دم الحيوانات المعالجة لم تظهر تغيرات طبيعية مرتبطة بالعمر.
ولوحظ هذا الشباب في الحيوانات التي عولجت لمدة سبعة أو 10 أشهر بعوامل Yamanaka، ولكن لم يتم علاج الحيوانات لمدة شهر واحد فقط.
وعلاوة على ذلك، عندما تم تحليل الحيوانات المعالجة في منتصف العلاج، لم تكن التأثيرات واضحة بعد.
ويشير هذا إلى أن العلاج لا يوقف الشيخوخة مؤقتا فحسب، بل يعيدها بشكل نشط إلى الوراء - على الرغم من أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث للتمييز بين الاثنين.
ويخطط الفريق الآن لأبحاث مستقبلية لمعرفة كيف تتغير جزيئات وجينات معينة من خلال العلاج طويل الأمد بعوامل Yamanaka، بالإضافة إلى تطوير طرق جديدة لتوصيل العوامل.
