W naszych organizmach przez całe życie gromadzą się tzw. komórki starzejące się, zwane potocznie „zombi-komórkami”. Są to komórki, które przestały się dzielić i nie pełnią już swojej pierwotnej funkcji, ale również nie umierają. Zamiast tego pozostają w tkankach, często wywołując przewlekłe stany zapalne i przyczyniając się do rozwoju rozmaitych chorób związanych z wiekiem, takich jak nowotwory, cukrzyca czy choroby serca. Jednocześnie jednak komórki te pomagają układowi odpornościowemu w procesie gojenia ran. Ten paradoks długo stanowił zagadkę dla naukowców. Najnowsze badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa rzucają nowe światło na to zjawisko.
Zespół badaczy odkrył, że nie wszystkie komórki starzejące się są takie same. Analiza próbek komórek skóry pochodzących od 50 zdrowych osób w wieku od 20 do 90 lat wykazała, że wśród starzejących się fibroblastów – komórek odpowiadających za produkcję struktur wspierających tkanki – występują aż trzy różne podtypy. Różnią się one kształtem, biomarkerami oraz działaniem. To fundamentalne odkrycie może pozwolić naukowcom na opracowanie bardziej precyzyjnych terapii, które będą eliminowały tylko szkodliwe podtypy starzejących się komórek, pozwalając tym korzystnym pełnić ich funkcje.
Aby zidentyfikować owe podtypy, badacze wykorzystali nowoczesne techniki obrazowania oraz algorytmy uczenia maszynowego. Analizując aż 87 cech fizycznych każdej pojedynczej komórki, udało im się wyodrębnić łącznie 11 kształtów fibroblastów, z czego trzy wyraźnie odpowiadały komórkom będącym w stanie starzenia. Jeden z tych podtypów, oznaczony jako C10, występował szczególnie często w próbkach pochodzących od starszych dawców.
Co ciekawe, każdy z trzech podtypów zombi-komórek inaczej reagował na stosowane leczenie. Testowane w badaniach kombinacje leków, takie jak dasatynib z kwercetyną (terapia będąca obecnie przedmiotem badań klinicznych), skutecznie eliminowały jedynie niektóre typy starzejących się fibroblastów. Największe sukcesy osiągnięto w przypadku podtypu C7, natomiast C10 – dominujący u osób starszych – okazał się oporniejszy na działanie leków.
Choć potrzeba jeszcze dalszych badań, żeby precyzyjnie określić, które podtypy są korzystne, a które szkodliwe, już dziś wiadomo, że możliwe jest opracowanie terapii selektywnie eliminujących tylko niepożądane zombi-komórki. Takie rozwiązania mogą zrewolucjonizować leczenie nie tylko schorzeń związanych ze starzeniem się, ale również nowotworów.
W wielu terapiach onkologicznych stosuje się leki, które wprowadzają komórki rakowe w stan senescencji – hamując ich namnażanie. Choć skutecznie zatrzymują wzrost nowotworu, jednocześnie pozostawiają po sobie liczne zombi-komórki, które mogą wywołać stany zapalne i osłabić układ odpornościowy pacjenta. Zastosowanie tzw. senoterapii, czyli leków oczyszczających organizm ze szkodliwych starzejących się komórek po zakończeniu leczenia nowotworu, może istotnie poprawić efekty terapii i stan zdrowia chorych.
W najbliższej przyszłości badacze planują rozszerzyć swoje analizy poza laboratoria – na próbki tkanek biologicznych. Celem jest sprawdzenie, czy poszczególne podtypy starzejących się fibroblastów występują w obrębie różnych chorób skóry, a także w schorzeniach związanych ze starzeniem całego organizmu. Uzbrojeni w nowe narzędzia analityczne, naukowcy mają nadzieję opracować mechanizmy przewidywania skuteczności konkretnej terapii pod kątem konkretnego pacjenta – co stanowi ogromny krok w kierunku bardziej spersonalizowanej medycyny.
Koncepcja precyzyjnego leczenia, które selectively targetuje konkretny rodzaj komórek starzejących, może w przyszłości nie tylko zmniejszyć skutki uboczne stosowanych obecnie terapii, ale również znacznie poprawić jakość i długość ludzkiego życia.
