Dawniej naukowcy uważali, że mózg ludzki rozwija się jedynie w okresie płodowym, zaś po narodzinach następuje już jedynie obumieranie jego komórek. Stosunkowo niedawno okazało się to jednak nieprawdą, odkryto bowiem proces neurogenezy, która wciąż zachodzi nawet w bardzo zaawansowanym wieku, głównie w obrębie hipokampa. Pozwala to na zastępowanie uszkodzonych neuronów i zachowanie sprawności układu nerwowego. Naukowcy wciąż badają możliwości wykorzystania tego zjawiska w terapii różnego rodzaju schorzeń, takich jak choroba Alzheimera, choroba Parkinsona czy nawet depresja.
Jednakże w miarę starzenia się organizmu intensywność podziałów komórek macierzystych słabnie. Dzieje się tak dlatego, że część z nich przechodzi w swoistą fazę uśpienia, podczas której nie zachodzi proliferacja. Jednym z pytań, wciąż zadawanych sobie przez naukowców jest w jaki sposób nakłonić je, aby znów zaczęły być aktywne. Metody na “obudzenie” komórek macierzystych poszukuje też zespół z Centrum Biomedycyny w Luksemburgu (LCSB) na Uniwersytecie Luksemburskim i niemieckiego Centrum Badań nad Rakiem (DKFZ).
“Komórki macierzyste żyją w niszy, w której nieustannie wchodzą w interakcje z innymi komórkami i komponentami pozakomórkowymi – mówi prof. Antonio del Sol, współautor badania. – Niezwykle trudno jest modelować na komputerze taką mnogość złożonych interakcji molekularnych. Zmieniliśmy zatem perspektywę. Przestaliśmy myśleć o tym, jakie czynniki zewnętrzne wpływają na komórki macierzyste i zaczęliśmy zastanawiać się, jaki będzie stan wewnętrzny komórki macierzystej w jej precyzyjnie zdefiniowanej niszy.”
Dzięki temu nowatorskiemu podejściu udało się opracować model obliczeniowy, który pozwolił określić, jakie białka odpowiadają za konkretny stan funkcjonalny konkretnej komórki. Model ten opiera się na informacjach, które geny ulegają transmisji i w jaki sposób wpływa to na poszczególne komórki – czy pozostają one w spoczynku czy też dochodzi do jej podziału. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu nowoczesnych technik biologii komórkowej, które pozwalają na profilowanie ekspresji genów w pojedynczych komórkach. Jak udało się ustalić, cząsteczką, która utrzymuje neuronowe komórki macierzyste w fazie uśpienia, jest białko nazywane sFRP5.
W ten sposób udało się zakończyć dopiero pierwszą fazę badań. Następna polegała na badaniu komórek macierzystych in vitro, aby sprawdzić, czy dezaktywacja sFRP5 istotnie będzie skutkować wyjściem ze stanu uśpienia. Kolejnym krokiem było zaś sprawdzenie tego samego iv vivo, w organizmie starych myszy. Po neutralizacji sFRP5 uśpione dotychczas komórki macierzyste zaczęły dzielić się, zaś proporcje aktywnych i nieaktywnych komórek stały się zbliżone do występujących w mózgach młodych osobników.
