Embrionii par să-și inverseze ceasul biologic la începutul dezvoltării

Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, la fel și toate celulele noastre, care acumulează daune în timp. Dar de ce descendenții noștri nu moștenesc aceste schimbări – îmbătrânirea efectivă a unui copil chiar înainte de naștere – a fost un mister. „Când te naști, nu moștenești vârsta părinților tăi”, spune Yukiko Yamashita, un biolog de dezvoltare la MIT, care studiază nemurirea celulelor germinale, cum ar fi ouăle sau spermatozoizii. „Din anumite motive, ești la zero.”

Experții au crezut odată că celulele germinale ar putea fi fără vârstă – protejate cumva de trecerea timpului (SN: 3/10/04). Dar studiile au arătat semne de îmbătrânire în ovule și sperma, înlăturând această idee. Așadar, cercetătorii au emis ipoteza că celulele germinale și-ar putea reseta vârsta după concepție, inversând orice deteriorare.

Într-un nou studiu, oamenii de știință descriu dovezi care susțin această ipoteză de întinerire. Atât celulele germinale de șoarece, cât și cele umane par să-și reseteze vârsta biologică în stadiile incipiente ale dezvoltării unui embrion. O perioadă de întinerire care are loc după ce un embrion s-a atașat de uter stabilește embrionul în creștere la cea mai tânără vârstă biologică, numită „punctul zero”, raportează cercetătorii pe 25 iunie în Progresele științei.

Înțelegerea modului în care celulele germinale inversează îmbătrânirea ar putea ajuta cercetătorii să dezvolte tratamente pentru boli legate de vârstă, cum ar fi artrita sau boala Parkinson, spune Vittorio Sebastiano, un biolog de dezvoltare la Școala de Medicină a Universității Stanford, care nu a fost implicat în acest lucru. În astfel de boli, anumite celule pot deveni disfuncționale din cauza deteriorării. Resetarea vârstei acelor celule le-ar putea împiedica să provoace probleme.

Este posibil ca această perioadă de întinerire „să poată fi valorificată și deturnată cumva pentru a încerca practic să promoveze procese similare de întinerire în celulele normale”, spune Sebastiano.

Vadim Gladyshev, un biochimist și genetician care studiază îmbătrânirea la Harvard Medical School și Brigham and Women’s Hospital din Boston, și colegii sai au folosit ceasuri moleculare pentru a prezice vârsta aproximativă a embrionilor de șoarece în stadiile incipiente de dezvoltare. Ceasurile măsoară modificările epigenetice, etichetele chimice de pe ADN care se pot acumula pe măsură ce celulele îmbătrânesc sau sunt expuse la lucruri precum poluare. Astfel de etichete pot schimba activitatea unei gene, dar nu și informațiile pe care le conține.

Oamenii de știință studiau vârsta biologică a embrionilor, care se referă la funcția și sănătatea celulelor, în contrast cu vârstele cronologice, care marchează timpul în ani (SN: 7/13/16). Urmărind modificările epigenetice, echipa a descoperit că vârsta embrionilor de șoarece a rămas constantă în timpul primelor etape ale diviziunii celulare imediat după fertilizare. Dar la aproximativ 6,5 până la 7,5 zile de la dezvoltare, după ce un embrion s-a atașat la uter, vârsta biologică medie a embrionilor a scăzut – un semn că celulele sufereau un tip de eveniment de întinerire. Punctul zero al unui embrion de șoarece poate fi undeva între 4,5 și 10,5 zile după fertilizare, spun cercetătorii. La un moment dat în timpul dezvoltării, deși punctul exact este încă neclar, vârsta biologică a embrionilor de șoarece a început apoi să crească.

Studierea embrionilor umani în primele etape de dezvoltare este interzisă, așa că nu au fost disponibile date similare pentru oameni, spune Gladyshev. Dar unii embrioni umani care au fost puțin mai departe în dezvoltare decât embrionii de șoarece nu au îmbătrânit imediat, indicând că un proces similar se întâmplă la oameni.

Studiul este un prim pas și „pune mai multe întrebări decât răspunsuri”, spune Sebastiano, „ceea ce este grozav”. Unele dintre aceste întrebări: Ce mecanism împinge celulele să-și reseteze vârsta? Există gene specifice care conduc procesul? Toate ființele vii întineresc în acest fel?

Totuși, există motive să fim precauți în interpretarea rezultatelor, spune Yamashita, care nu a fost implicat în studiu. Este posibil ca schimbările epigenetice să fie doar o parte a poveștii, așa că bazarea exclusiv pe ele ar putea duce la calcule greșite. Alți factori legați de vârsta biologică a unei celule, de exemplu, includ dacă o celulă are mai multe copii ale unor gene specifice. Ca rezultat, ceasurile care măsoară modificările epigenetice ar putea să nu indice exact „punctul zero” pentru celulele germinale. Lucrările viitoare ar putea descoperi alte fenomene care ajută la măsurarea vârstei celulelor, spune Yamashita.