Ble metilèn ak pwojeri: leson ki soti nan yon modèl vyeyisman selilè

Yon chanjman nan yon sèl lèt nan yon jèn fè timoun vyeyi ak yon vitès ki fè pè. Pèt cheve, jwenti rèd, atè ki vin pi etwat, ak yon esperans lavi ki rive nan ane adolesans yo. Maladi sa a se sendwòm pwojeri Hutchinson-Gilford, epi pandan plizyè ane rechèch sou li te konsantre sou nwayo a, kote pwoteyin mitan an fè domaj li yo. Yon etid University of Maryland te fè an 2016 te poze yon lòt kesyon: ki jan mitokondri yo ye nan selil sa yo? Repons lan te konekte de konpatiman selil la, epi yon koloran ble ki gen yon syèk depi yo konnen li te aji sou toude.

Se Xiong ak kolèg li yo ki te fè etid la, ki te pibliye nan Aging Cell an 2016. Yo te travay sèlman ak selil ki te kiltive. Se reyalite sa a ki òganize tout sa ki anba a. Rezilta yo reyèl e yo presi. Distans ki separe yo ak nenpòt tretman presi menm jan an tou.

Modèl la: yon sèl mitasyon, yon pwoteyin ki kole

Pwojeri kòmanse ak yon sibstitisyon C pou T nan pozisyon 1824 nan jèn LMNA a. Chanjman an pa modifye yon asid amine. Li aktive yon sit episaj ki te kache, sa ki retire 50 asid amine nan pwoteyin lamin A a. Pwodui ki vin pi kout la, yo rele progerin, pèdi sit klivaj ki ta nòmalman pèmèt selil la retire gwoup fanezil ki sèvi kòm lank li a. Konsa, progerin rete ak gwoup fanezil li a pou tout tan epi li kole nan manbràn enteryè nwayo a, kote lamin A nòmal ta tache epi detache regilyèman.

Konsekans yo nan nwayo a byen dokimante epi yo vizib anba yon mikwoskòp. Nwayo yo fè ti gonfleman epi yo plise olye yo kenbe yon fòm oval lis. Etewokwomatin lan, DNA ki byen konpakte, ki pa aktif, epi ki nòmalman tapise rebò nwayo a, vin pi mens. Plizyè milye jèn chanje ekspresyon. Imajine lamina nikleyè a tankou yon estrikti sipò dèyè papye dekoratif sou yon miray: lè yon moso nan estrikti a soude nan move pozisyon, miray la gonfle epi desen papye a defòme nan tout chanm nan.

Etid la te sèvi ak fibroblas po ki soti nan pasyan ki gen pwojeri ansanm ak selil kontwòl ki te sibi menm kantite repikaj, plis yon dezyèm liy selil yo te modifye pou fibroblas nòmal yo pwodui progerin dirèkteman. Selil modifye yo te devlope menm defo yo, sa ki montre se progerin ki responsab, olye se istwa pasyan yo oswa tan selil yo te pase nan kilti. Gravite a te suiv kantite a: liy ki te eksprime plis progerin lan te montre defo ki pi grav nan tout mezi yo.

Ki jan mitokondri yo te ye

Mitokondri fibroblas ki an sante yo fòme yon rezo ki gen branch alantou nwayo a, ak tib long ki deplase sou tras sitoskelèt la. Nan liy selil pwojeri yo, rezo sa a te disparèt. Yon pi gwo pati nan mitokondri yo te an fragman, anpil te anfle, epi mikwoskopi elektwonik te montre kantite òganit ki te gravman domaje yo te ogmante apeprè de fwa. Imaj yo te pran youn apre lòt sou yon peryòd tan te montre yo t ap deplase sou distans ki pi kout epi pi dousman pase sa ki nan selil kontwòl yo.

Fonksyon an te suiv fòm nan. Sipèoksid nan mitokondri yo ak nivo oksidan nan tout selil la te ogmante. Plis selil te montre yon potansyèl manbràn ki deregle. Pwodiksyon ATP te bese. Okenn nan sa pa etonan lè yo konsidere l poukont li, paske mitokondri ki domaje kite espès reyaktif oksijèn soti epi yo pwodui mwens enèji. Sa ki te nouvo a se kòz yo te pwopoze a. PGC-1alpha, koaktivatè transkripsyon ki dirije byojenèz mitokondri atravè faktè ki aji apre li, tankou NRF1, TFAM, ak regilatè fizyon ak fisyon MFN1, MFN2, OPA1, FIS1 ak DRP1, te diminye apeprè uit fwa nan nivo mRNA nan selil pwojeri yo, ak yon pèt pwoteyin ki te koresponn. Progerin te sanble ap bloke prensipal entèwiptè ki kontwole pwodiksyon ak antretyen mitokondri yo. Koneksyon sa a ant domaj nan lamina nikleyè a ak metabolis enèji fè pati pi gwo eksplikasyon sou pwodiksyon enèji nan mitokondri, epi aspè oksidan nan menm ekilib sa a trete nan estrès oksidatif ak kontwòl ROS.

Sa ble metilèn te chanje

Chèchè yo te trete selil yo ak 100 nanomolar ble metilèn, yon konsantrasyon ki ba, san entèripsyon pandan plizyè semèn. Nan kontèks kilti selilè, sa reprezante yon ekspozisyon long e dou, pa yon ekspozisyon kout ak yon medikaman. Ble metilèn pase ant fòm okside ak fòm redui epi li kapab transpòte elektwon anndan mitokondri yo. Se poutèt sa yo dekri li kòm yon konpoze redoks ki vize mitokondri, olye kòm yon antioksidan òdinè ki fin itilize lè li netralize yon oksidan.

Mitokondri yo te reyaji ni nan selil nòmal yo ni nan selil pwojeri yo. ATP te ogmante, nivo oksidan yo te bese, epi pwopòsyon mitokondri ki te gen defo grav yo te diminye. Ekspresyon PGC-1alpha te retabli an pati, ansanm ak kèk nan sib ki vin apre li yo. Jiska la a, sa se yon efè jeneral ki soutni mitokondri, li pa espesifik pou pwojeri.

Rezilta nan nwayo yo te sipriz la, epi yo te espesifik pou selil ki te afekte pa maladi a. Analiz kantitatif fòm yo te montre ti gonfleman nan nwayo yo te diminye. Kantite total lamin A ak C yo te ogmante. Sa ki te pi frapan an, se progerin ki te chanje kote li te ye: nan selil pwojeri ki pa t trete yo, sèlman apeprè 30 pousan progerin te nan fraksyon solib nikleyoplasmik la, pandan rès la te kole nan manbràn lan. Apre tretman an, pati solib la te ogmante pou rive apeprè 65 pousan, toupre konpòtman lamin nòmal. Lè progerin libere nan manbràn lan, li trennen mwens nan pwoteyin ki bò kote l yo avèk li, epi fraksyon solib lamin A ak C yo te retabli tou.

Apre liberasyon sa a, de fenotip nikleyè te amelyore. Etewokwomatin ki alantou nwayo a, yo te egzamine ak mikwoskopi elektwonik epi ak koloran pou pwoteyin etewokwomatin HP1-alpha, te vizibleman retabli. Epi sekansaj RNA te montre transkriptòm lan t ap retounen pi pre nòmal: selil pwojeri ki pa t trete yo te diferan ak selil kontwòl yo nan plis pase 3,200 jèn, tandiske selil pwojeri ki te trete yo te diferan nan apeprè 1,670. Nan selil nòmal yo, menm tretman an te modifye sèlman kèk dizèn jèn. Sa sipòte lide efè sou nwayo a lye ak progerin, olye li ta yon gwo chanjman jeneral nan transkripsyon. Prensip ki fè preparasyon selilè ak bèt reponn kesyon ki pi limite pase sa tit yo sijere a eksplike nan kijan pou li rechèch sou ble metilèn.

Poukisa sa pa yon tretman

Kat limit kenbe etid sa a kote li dwe rete a: anndan laboratwa a.

Premyèman, tout bagay te fèt nan bwat kilti. Fibroblas nan kilti pa gen rezèv san, kontèks iminitè, achitekti tisi, ni famakoloji tout kò a ki detèmine si yon konpoze rive jwenn yon sib menm. Nan atik sa a, yo pa t bay okenn bèt yon dòz epi yo pa t trete okenn pasyan.

Dezyèmman, fibroblas pwojeri yo se yon modèl pou yon sèl kalite selil. Maladi a touye sitou atravè efè li sou atè, zo ak grès, epi etid la te egzamine sèlman fibroblas ansanm ak yon sèl preparasyon misk lis. Lòt tisi ka reyaji yon lòt jan.

Twazyèmman, amelyorasyon nwayo a te soti nan plizyè semèn ekspozisyon san entèripsyon nan nivo nanomolar nan yon milye kilti. Konsantrasyon nan bwat kilti pa dòz, epi pa gen anyen nan atik la ki konvèti 100 nanomolar nan milye a an yon rejim tretman pou moun. Ble metilèn gen pwòp relasyon ant dòz ak repons li, ansanm ak pwòp pwofil sekirite li, nan lòt itilizasyon medikal, epi etid sa a pa bay okenn baz pou sèvi avè l lakay. Kontèks jeneral sou sekirite a jwenn plas li nan sekirite ak efè segondè ble metilèn.

Katriyèmman, pwojeri pa vyeyisman nòmal. Se yon maladi ra ki soti nan yon sèl mitasyon, kote estrikti sipò nwayo a kraze yon fason patikilye. Yon konpoze ki diminye domaj espesifik sa a nan selil ki kiltive pa di anpil bagay sou vyeyisman lakay moun ki pa gen mitasyon an. Fenotip selilè a se yon fenèt sou kominikasyon ant nwayo ak mitokondri, li pa yon rezilta sou lonjevite.

Se poutèt sa yon rezime ki jis dwe rete kondisyonèl. Nan fibroblas pwojeri yo, progerin siprime PGC-1alpha epi li kite mitokondri yo an fragman, ralanti, chaje ak oksidan, epi pòv an enèji. Ble metilèn nan konsantrasyon ki ba te retabli mezi fonksyon mitokondri yo nan tout selil yo epi, anplis, li te libere progerin nan manbràn nwayo a nan selil ki te afekte pa maladi a, ak yon retablisman pasyèl fòm nwayo a, etewokwomatin ak ekspresyon jèn. Aksyon doub sa a fè etid la merite pou moun konnen l. Li pa fè ble metilèn tounen yon terapi pou pwojeri oswa pou vyeyisman.