Ikääntyminen heikentää vähitellen veren ja immuunijärjestelmän ylläpidosta vastaavien kantasolujen toimintaa. Tarkat syyt ilmiön taustalla ovat olleet pitkään epäselviä, mutta nyt tutkijat ovat löytäneet yllättävän ikääntymiseen vaikuttavan tekijän.
Nyt japanilaisten ja yhdysvaltalaisten tutkijoiden tuore tutkimus nostaa esiin MLKL-proteiinin, joka on aiemmin yhdistetty solukuolemaan. Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.
Tutkijat selvittivät, miksi veren kantasolut menettävät tehoaan
Veren kantasolut eli hematopoieettiset kantasolut vastaavat kaikkien verisolujen tuotannosta. Normaalisti ne pystyvät uusiutumaan ja tuottamaan tasapainoisesti eri solutyyppejä, mutta ikääntyessä solutuotanto vähenee.
Samalla ne alkavat suosia tiettyjä solulinjoja, kuten myeloidisia soluja, ja immuunivaste heikkenee. Ilmiön taustalla on useita tekijöitä, kuten soluvauriot, muutokset geenien toiminnassa, krooninen matala-asteinen tulehdus ja muutokset luuytimessä, mutta yhteistä mekanismia ei ole tunnettu.
Tutkijat Tokion yliopistosta ja yhdysvaltalaisesta St. Jude Children’s Research Hospital -tutkimussairaalasta selvittivät, miten ikääntymiseen liittyvät stressitekijät heikentävät hematopoieettisten kantasolujen toimintaa. Tutkimuksessa keskityttiin niin sanottuun RIPK3–MLKL-signaalireittiin, joka tunnetaan erityisesti nekroptoosista eli ohjelmoituneesta solukuolemasta.
”Löysimme hsc-soluista odottamattoman fenotyypin hiirillä, joilta on poistettu MLKL-geeni ja joita on toistuvasti hoidettu 5-fluorourasiililla, joissa ikääntymiseen liittyvät toiminnalliset muutokset olivat merkittävästi vaimentuneet, vaikka hematopoieettisten kantasolujen kuolemassa ei ollut havaittavaa eroa. Tämä sai meidät tutkimaan, voisiko tämä reitti aiheuttaa muitakin toiminnallisia muutoksia solukuoleman lisäksi”, kertoo tutkimusta johtanut Masayuki Yamashita tiedotteessa.
Tämä havainto sai tutkijat tutkimaan MLKL:n ei-tappavaa roolia. He käyttivät useita hiirimalleja ja altistivat ne ikääntymistä jäljitteleville stressitekijöille, kuten tulehdukselle, dna:n kopiointiin liittyvälle stressille sekä syöpägeeneihin liittyvälle onkogeeniselle stressille. Kantasolujen toimintaa arvioitiin erityisesti luuydinsiirroilla, joilla mitataan niiden kykyä uudistaa verenkiertoelimistöä.
Löydös voi avata tien uusiin hoitoihin
Tulokset osoittivat, että MLKL-proteiini vaikuttaa kantasolujen ikääntymiseen ilman, että se lisää solukuolemaa. Sen aktivoituminen oli lyhytaikaista ja kohdistui mitokondrioihin, joissa se aiheutti vaurioita: solujen energiantuotanto heikkeni, mitokondrioiden rakenne muuttui ja niiden kalvojännite laski.
Nämä muutokset johtivat tyypillisiin ikääntymisen piirteisiin kantasoluissa, kuten heikentyneeseen uusiutumiskykyyn ja immuunisolujen tuotannon vinoutumiseen.
MLKL:n poistaminen tai estäminen lievensi näitä haittavaikutuksia. Kantasolut säilyttivät paremmin toimintakykynsä, tuottivat terveempiä immuunisoluja, ja niiden dna-vauriot sekä mitokondrioiden toimintahäiriöt vähenivät, vaikka solut altistettiin stressille tai ne olivat peräisin iäkkäistä eläimistä.
”Pidemmällä aikavälillä tämä tutkimus voi johtaa hoitoihin, jotka säilyttävät hematopoieettisten kantasolujen toiminnan ja parantavat siten esimerkiksi solunsalpaaja- ja sädehoitojen tai elinsiirtojen jälkeistä toipumista. Kun ymmärrämme, miten solukuolemareittien ei-tappava aktivaatio kiihdyttää kantasolujen ikääntymistä, voidaan kehittää uusia mitokondrioita suojaavia tai ohjelmoitunutta solukuolemaa sääteleviä lääkkeitä.”
Tutkimus muuttaa käsitystä MLKL-proteiinin roolista. Sen sijaan, että se toimisi pelkästään solukuoleman käynnistäjänä, se näyttää toimivan stressiin reagoivana tekijänä, joka vaurioittaa solujen energiakeskuksia ja heikentää kantasolujen toimintaa. Löydös avaa uusia mahdollisuuksia ymmärtää verenmuodostuksen ikääntymistä ja kehittää siihen kohdistuvia hoitoja.
Artikkeli on julkaistu alun perin Tekniikan Maailmassa.
Lue myös: Aivojen rappeutuminen kiihtyy erityisesti tällaisilla henkilöillä, todistaa jättitutkimus