Niezwykłe odkrycie przesunęło narrację na temat starzenia się: prolina, prosty aminokwas, jest teraz na czele naukowego eksploracji w celu odmłodzenia starzejących się komórek. Odkrycie to dalekie od dziedziny science fiction wprowadza nowy rozdział w badaniu starzenia się, ujawniając potencjał Poline do odwrócenia czasu na poziomie komórkowym. Wprowadzając prolinę do komórek, które zaprzestały cyklu podziału i wykazują oznaki starzenia, naukowcy zaprezentowali znaczne wzmocnienie funkcji komórkowych. Ta podróż do serca odmładzania komórkowego poprzez suplementację proliny otwiera ekscytujące możliwości nie tylko przedłużenia życia, ale także wzbogacania jego jakości, obiecując przyszłość, w której spadek starzenia się można znacznie złagodzić.
W przełomowym badaniu, które może zmienić fala w naszej trwającej walce z procesem starzenia, profesor Stelios Andreadis z uniwersytetu w Buffalo, wraz z zespołem naukowców, zaprezentował, w jaki sposób prolina aminokwasowa może oddychać nowe życie w starzejące się mezenchymalne komórki macierzyste (MSC). Badanie, szczegółowo opisane w raportach komórkowych, podkreśla potencjał suplementacji proliny w celu znacznego zwiększenia funkcji mitochondriów i promowania mitofagii, oferując latarnię nadziei w odwróceniu cech starzenia się.
Stwierdzono, że mezenchymalne komórki macierzyste, które przestały dzielić i wykazały oznaki starzenia, mają zmniejszoną zdolność do wytwarzania proliny, kluczowego gracza w reakcji stresu komórkowego i bioenergetyki. Profesor Andreadis wyjaśnił to odkrycie, zauważając: „starzejące się MSC wykazywały poważnie pogorszenie aktywności mitochondrialnego łańcucha oddechowego, co zostało połączone z akumulacją depolaryzowanych mitochondriów z powodu wadliwej mitofagii”. Ta obserwacja podkreśla kluczową rolę proliny w utrzymywaniu witalności komórkowej.
Naukowcy rozpoczęli innowacyjne podejście do odmłodzenia tych komórek. Uzupełniając starzejące się MSC proliną, zaobserwowali niezwykłą poprawę funkcji mitochondriów. Proces ten był spowodowany aktywacją aktywowanej przez AMP kinazy białkowej alfa (AMPK) i regulacji w górę parkiny, kluczowych składników w inicjacji mitofagii-metody czyszczenia domu komórkowego poprzez selektywne degradowanie uszkodzonego mitochondria. To nie tylko zwiększyło klirens mitochondrialny, ale także zmniejszył kilka wskaźników starzenia, takich jak uszkodzenie DNA i aktywność beta-galaktozydazy związanej z starzeniem.
Zagłębiając się w podejście metodologiczne, zespół badawczy dostarczył proline starzejącym się MSC w starannie kontrolowanym środowisku, monitorując efekty w czasie. Profesor Andreadis podzielił się: „Prolina indukuje mitofagię poprzez aktywację AMPK i regulując w górę ekspresję parkiny, zwiększając klirens mitochondrialny i ostatecznie przywracając metabolizm komórek”. Ten wgląd jest szczególnie przekonujący, co sugeruje głęboki wpływ pozornie prostych cząsteczek na złożony proces starzenia się na poziomie komórkowym.
Co ciekawe, zespół odkrył również, że pozytywne działanie suplementacji proliny nie zależy od jej rozpadu przez dehydrogenazę proliny (SORM), co wskazuje, że obecność samej proliny, a nie jej metabolitów, była kluczem do odmłodzenia starzejących się komórek. „Zniczenie Prodh nie miało znaczącego wpływu na zdolność proliny do przywracania funkcji mitochondriów i strumienia autofagii w starzejących się komórkach” – zauważył profesor Andreadis, wskazując na wyrafinowany mechanizm.
Badanie to nie tylko rzuca światło na zawiły taniec metabolizmu komórkowego w kontekście starzenia, ale także otwiera drzwi do nowych strategii terapeutycznych mających na celu złagodzenie dysfunkcji mitochondriów związanych ze starzeniem się. Przywrócenie potencjału regeneracyjnego starzejących się komórek macierzystych przez suplementację proliny może prowadzić do przełomowych terapii przeciwstarzeniowych.
Profesor Stelios Andreadis i jego zespół mistrzowsko połączyli drobiazgową obserwację z innowacyjnymi eksperymentami, zwiększając nasze zrozumienie interwencji metabolicznych w zwalczaniu chorób związanych z wiekiem. W ich rękach przechodzi prolina z cząsteczki zainteresowania obiecującemu czynnikowi w celu rozszerzenia Healthspan i odmładzania starych tkanek, oznaczając znaczny postęp w nauce o starzeniu się. Ich badania nie tylko podkreślają potencjał Poline, ale także wprowadza nowy rozdział w naszej walce z procesem starzenia się.
Referencje dziennika
Debanik Choudhury, Na Rong, Hamsa Vardini Senthil Kumar i in., „Proline przywraca funkcję mitochondriów i odwraca starzejące się cechy charakterystyczne w komórkach starzejących się”, Cell Reports, vol. 43, nie. 113738. Doi: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.113738
O autorze
Stelios T. Andreadis Otrzymał stwardnienie rozsiane z matematyki stosowanej, a MS i Ph.D. Stopnie inżynierii chemicznej na University of Michigan. Następnie kontynuował szkolenie doktora w Centrum Inżynierii Medycyny w Harvard Medical School, gdzie pracował w dziedzinie terapii genowej, inżynierii tkankowej i medycyny regeneracyjnej. Obecnie pełni funkcję SUNY Distinguished Professor of Chemical and Biological Engineering, Biomedical Engineering oraz członek Center of Excellence in Bioinformatics and Life Sciences na Uniwersytecie na Buffalo, State University of New York. Pełnił funkcję dyrektora programu szkoleniowego komórek macierzystych w medycynie regeneracyjnej (SCIRM), który został sfinansowany przez Nystem w celu szkolenia studentów w dziedzinie biologii komórek macierzystych i bioinżynierii oraz zastosowania komórek macierzystych w medycynie regeneracyjnej (2016-2021). Jest dyrektorem założycielem Cell, Gene i Tissue Engineering Center (CGTE), które zostało założone dwa lata temu w celu promowania interdyscyplinarnych badań i edukacji w tych obszarach. Pełnił funkcję przewodniczącego Departamentu CBE na dwie kadencje w latach 2012–2018.
Jego zainteresowania badawcze obejmują szerokie spektrum, od podstawowych do badań technologicznych po przedkliniczne/translacyjne. Wprowadził znaczący wkład badawczy w dziedzinie bioinżynierii komórek macierzystych; Inżynieria i regeneracja tkanek naczyniowych, skóry, mięśni i gruczołu; Projekt molekularny biomateriałów; dostarczanie białka i genów oraz starzenie się komórek macierzystych i starzenie się. Współzałożyciel start-up (Angiotraft, LLC) w celu komercjalizacji bezkomórkowych przeszczepów naczyniowych, które zostały opracowane w jego laboratorium jako przeszczepy zastępcze tętnicze do leczenia chorób sercowo-naczyniowych. Został zaproszony mówca na konferencjach i wielu departamentach w całym kraju i na arenie międzynarodowej. Do tej pory jego prace spowodowały ponad 145 recenzowanych publikacji, 32 postępowania konferencyjne, 90 zaproszonych prezentacji i ponad 300 prezentacji konferencyjnych. Publikacje z jego grupy pojawiły się w najlepszych czasopismach, w tym komórkach macierzystych komórkowej, Nature Communications, Science Advances, Advanced Science, zaawansowane materiały funkcjonalne, zaawansowane materiały opieki zdrowotnej, raporty komórkowe, komórki macierzyste, Journal of Cell Science, FaseB J., Badania sercowo -naczyniowe, terapia molekularna, Journal of Virology, Journal of Investigative Dermatology, Gene Therapy, Terapia Gene.
Jego prace były stale finansowane przez 20 lat ze źródeł federalnych, stanowych i prywatnych, w tym NIH, NSF, New York State Stem Cell Fund (NYSTEM), JDRF, Fundacji Johna R. Oishei i Fundacji Whittaker, w sumie ponad 25 milionów dolarów. Niedawno poprowadził zespół śledczych UB i RPCI, który otrzymał dotację od Nystem na rozpoczęcie nowego programu szkoleniowego koncentrującego się na komórkach macierzystych w medycynie regeneracyjnej (SCIRM).
Za swoją pracę otrzymał kilka nagród, w tym nagrodę Whitaker Foundation Young Investigator Award (1999), NSF Career Award (2000), Wyjątkowa Award Young Investigator Award (UB, 2003), Nagroda Wyjątej Achievement Award (UB, 2009) i nagroda SUNY Chancellor’s Award Award w Scholarship (2014). Został wybrany do College of Fellows of the American Institute for Medical and Biological Engineering (Aimbe, 2009) Biomedical Engineering Society (BMES, 2016), American Institute of Chemical Engineers (AICHE, 2022) i American Association for the Advance of Science (AAAS, 2022). W 2018 r. Został awansowany do rangi SUNY Distinguished Professor, najwyższej rangi w systemie SUNY Colleges i University.
Mentował ponad 115 podopiecznych, w tym 35 doktora oraz 22 studentów MS, 7 stypendystów doktorantów i ponad 55 badaczy studentów. Osiem jego byłego doktora. Studenci zajmują stanowiska wydziałowe na najlepszych uniwersytetach badawczych (Georgetown, U of Oklahoma, Auburn U, National Institute of Standards and Technology (NIST), U of South Florida, UB, IIT Kanpur, Capital University of Medical Sciences, Pekin). Inni zajmują pozycje podoktoranckie na najlepszych uniwersytetach (Harvard, Stanford, Johns Hopkins, U Penn); lub stanowiska badawcze i kierownicze w wiodących firmach farmaceutycznych/biotechnologicznych (Merck, Bristol-Myers Squibb, Biogen, Shire Pharmaceuticals, LifeTechnologies, Lyndra Therapeutics, Medimmune itp.).
