Folosind profilarea cromatinică la nivel de celulă individuală în 21 de țesuturi la șoareci, echipa a generat ceea ce ar putea fi cea mai cuprinzătoare hartă până în prezent a modului în care îmbătrânirea reconfigurează identitatea și abundanța celulară în întregul corp de mamifer. Descoperirile lor sugerează că îmbătrânirea nu este pur și simplu o uzură graduală, ci mai degrabă un proces biologic reglementat și parțial sincronizat, unul care ar putea fi mai ușor de influențat cu ajutorul medicamentelor decât s-a crezut anterior.
”Scopul nostru a fost să înțelegem nu doar ce se schimbă odată cu îmbătrânirea, ci și de ce,” spune autorul principal Junyue Cao, PhD, care conduce Laboratorul de Genomică la Nivel de Celulă Individuală și Dinamica Populației. ”Prin cartografierea schimbărilor celulare și moleculare, putem identifica ce determină îmbătrânirea. Acest lucru deschide ușa intervențiilor care vizează însuși procesul de îmbătrânire.”
Echipa a profilat aproape șapte milioane de celule individuale din 32 de șoareci la trei etape de viață – adult tânăr (o lună), vârstnic de mijloc (cinci luni) și bătrân (21 de luni) – folosind single-cell ATAC-seq optimizat pentru a măsura accesibilitatea cromatinică, un indicator al stării reglementării genelor.
Aceștia au identificat peste 1.800 de subtipuri celulare distincte, inclusiv populații rare ne-caracterizate anterior. Contrar presupunerii de mult timp conform căreia îmbătrânirea modifică în primul rând modul în care funcționează celulele în loc de numărul acestora, datele au relevat ceva mai structural: aproximativ 25% dintre tipurile de celule au arătat schimbări semnificative în ceea ce privește abundanța odată cu înaintarea în vârstă.
Populațiile de celule imune s-au extins în mai multe țesuturi. În contrast, populațiile parenchimale specializate – incluzând celulele renale, musculare și pulmonare – au scăzut.
„Sistemul este mult mai dinamic decât am realizat,” spune Cao. ”Și unele dintre aceste schimbări încep surprinzător de devreme. La cinci luni de vârstă, unele populații de celule începuseră deja să scadă. Acest lucru ne arată că îmbătrânirea nu este doar ceva care se întâmplă târziu în viață; este o continuare a proceselor de dezvoltare în desfășurare.”
Pentru medici, această descoperire este deosebit de relevantă. Dacă declinurile celulare cheie încep în mijlocul vieții, fereastra pentru intervenția preventivă ar putea fi mai devreme decât s-a presupus în mod obișnuit.
Poate cea mai importantă concluzie care schimbă paradigma este că multe dintre aceste schimbări au fost sincronizate în organe îndepărtate. Stările celulare similare s-au extins sau contractat în paralel în mai multe țesuturi.
Acest lucru contrazice un model în care fiecare organ îmbătrânește independent. În schimb, sugerează factori sistemici, potențial factori circulanți, care coordonează traiectoriile de îmbătrânire în întreg corpul.
”Acest lucru contestă ideea că îmbătrânirea este doar o degenerare genomică aleatoare,” explică Cao. ”În schimb, vedem puncte reglementare specifice care sunt deosebit de vulnerabile.”
Dintre cele 1,3 milioane de regiuni genomice analizate, aproximativ 300,000 au arătat schimbări semnificative asociate cu vârsta în ceea ce privește accesibilitatea cromatinică. Aproximativ 1,00
Sursa: [Science – Studiul medical complet](link către studiul original)
Senior Editor RevistaSanatatii.ro. Pasionat de lifespan, fan David Sinclair.