Fântâna tinereții O poveste de parabioză, celule stem și întinerire
Massimo Conese
1 Centrul de cercetare biomedicală „E. Altomare ”, Laboratorul de Medicină Experimentală și Regenerativă, Departamentul de Științe Medicale și Chirurgice, Universitatea din Foggia, c/o Ospedali Riuniti, Via L. Pinto 1, 71122, Tel.: +39 0881 588014; Fax: +39 0881 588047;, Foggia, Italia
Annalucia Carbone
2 Departamentul de Științe Medicale și Chirurgice, Universitatea din Foggia, Foggia, Italia
Elisa Beccia
2 Departamentul de Științe Medicale și Chirurgice, Universitatea din Foggia, Foggia, Italia
3 Departamentul de Medicină și Știința Sănătății „V. Tiberio ”, Universitatea Molise, Campobasso, Italia
Antonella Angiolillo
3 Departamentul de Medicină și Știința Sănătății „V. Tiberio ”, Universitatea Molise, Campobasso, Italia
Abstract
1. Introducere
În secolul al XVI-lea, celebrul explorator și cuceritor spaniol Juan Ponce de León a condus expediția în jurul insulelor din Caraibe și în cele din urmă în Florida pentru a găsi Fântâna Tineretului, o sursă magică de apă presupusă capabilă să inverseze procesul de îmbătrânire și să vindece boala [1] . Deși exploratorul nu a menționat Fântâna Tineretului în scrisorile sale, conduse de zvonuri, expediția a continuat căutarea și mulți au pierit. Fântâna nu se găsea nicăieri, deoarece localnicii nu erau conștienți de locația sa exactă. Fontaneda a scris în memoriile sale: „Cu atât de mult s-au angajat în urmărire, încât nu a rămas nici un râu și nici un pârâu în toată Florida, nici măcar lacuri și iazuri, în care nu se scăldau; și până astăzi persistă în căutarea acelei ape și niciodată nu sunt mulțumiți. […]… Și s-a încheiat cu atât de mulți oameni care s-au dus la Carlos formând o așezare: dar până în zilele noastre tinerii și vârsta găsesc la fel că sunt batjocoriți și mulți s-au distrus ”.
Acesta este doar un exemplu de căutare continuă pe care oamenii au dedicat-o găsirii unei modalități de a trăi pentru totdeauna. Interesant este că o altă abordare frecvent citată pentru întinerire a fost încercarea de a transfera căldura și fluidele tinerilor de la tineri la bătrâni. Câteva exemple ale acestei abordări au fost culcarea cu fecioare, o practică prescrisă și de medicii științifici în secolele 17 și 18 [2], sau scăldatul sau băutul de sânge [3].
Sângele, plasma și derivații lor sunt ceea ce medicina modernă a produs pentru a ajuta la funcționarea celulelor stem și la regenerarea și repararea țesuturilor. Derivații din sânge bogate în trombocite, cum ar fi plasma bogată în trombocite (PRP) și fibrina bogată în trombocite, produc și furnizează factori de creștere cu proprietăți antiapoptotice și angiogene, sporind capacitatea regenerativă a celulelor stem și progenitoare, fie rezidente local, fie administrate exogen [4] ]. PRP a devenit popular pentru utilizarea în diverse proceduri chirurgicale ortopedice pentru tratarea diferitelor afecțiuni, inclusiv osteoartrita [5, 6], în chirurgia plastică pentru îmbunătățirea supraviețuirii grefei [7, 8] și pentru tratarea necrozei cutanate iminente [9]. Astfel, nu există nicio îndoială că sângele și derivații pot fi folosiți cu succes în strategiile medicinei regenerative, dar chiar și pentru „sfântul graal” al întineririi - inversarea procesului de îmbătrânire.
2. O poveste de parabioză
Parabioză. Doi șoareci sunt cusuti împreună împărtășind un flux sanguin comun. Parabioza heterocronică este atunci când un șoarece tânăr este legat chirurgical de partenerii în vârstă, în timp ce parabioza izocronică se referă la perechi de animale tinere-tinere sau bătrâne. Modificat din ref. [36] cu permisiunea Nature Publishing Group.
Îmbătrânirea mușchilor, ficatului și creierului la șoareci bătrâni și întinerire prin parabioză heterocronică. Regenerarea mușchiului scheletic la rănire este legată de reglarea în sus a ligandului Notch Delta, care se pierde odată cu vârsta (panourile superioare). Proliferarea hepatocitelor la animalele tinere se corelează cu scăderea complexului cEBP-α-brahma (cEBP-α-Brm) în comparație cu șoarecii în vârstă (panourile medii). În timp ce animalele tinere își pot crește neurogeneza și angiogeneza în zona subventriculară a creierului, unde sunt prezente celule stem neuronale, animalele în vârstă nu pot (panouri inferioare). În principiu, parabioza heterochonică revine la toate caracteristicile fenotipice și moleculare ale îmbătrânirii prin transferarea factorilor solubili și a celulelor.
Pentru a înțelege care factor este implicat în reglarea funcției celulelor de nișă, autorii au căutat să investigheze dacă factorul de creștere asemănător insulinei (IGF-1) ar putea juca un rol. IGF-1 s-a dovedit a fi un regulator de îmbătrânire și longevitate conservat evolutiv [24]. Experimentele in vitro și in vivo au demonstrat că IGF-1 local, nu sistemic, pare să inducă îmbătrânirea celulelor de nișă de reglementare HSC și că neutralizarea semnalizării IGF-1 în microambientul măduvei osoase revine la modificările legate de vârstă ale celulelor de nișă osteoblastice care afectează reglementarea corespunzătoare a HSC-urilor.