Starzenie się aktywuje komórki macierzyste, prowadząc do zwiększenia ilości tłuszczu brzusznego – wyniki badania opublikowanego w Science
Badanie naukowe wykazało, że wraz z wiekiem komórki macierzyste zaczynają intensywnie produkować więcej tłuszczu w okolicy brzucha.
LOS ANGELES – Wraz z wiekiem wiele osób zauważa, że ich talia się poszerza, ale problem nie dotyczy tylko wyglądu. Tłuszcz brzuszny przyspiesza starzenie i spowalnia metabolizm, zwiększając ryzyko rozwoju cukrzycy, chorób serca i innych przewlekłych schorzeń. Do tej pory jednak nie było jasne, dlaczego z wiekiem nasz brzuch staje się bardziej miękki.
Odkrycie naukowców z City of Hope
Badania przeprowadzone przez City of Hope® – jedną z największych i najbardziej zaawansowanych organizacji zajmujących się badaniami nad rakiem oraz leczeniem nowotworów w USA, a także wiodącym ośrodkiem badawczym w dziedzinie cukrzycy i innych poważnych chorób – ujawniły komórkową przyczynę gromadzenia się tłuszczu brzusznego związanego z wiekiem. Wyniki, opublikowane w czasopiśmie Science, wskazują na nowy cel dla przyszłych terapii, które mogłyby zapobiegać przyrostowi tłuszczu brzusznego i wydłużać okres zdrowego życia.
Dlaczego przybieramy na wadze z wiekiem?
„Ludzie często tracą mięśnie i przybierają na tkance tłuszczowej wraz z wiekiem – nawet jeśli ich waga pozostaje taka sama” – wyjaśnia Qiong (Annabel) Wang, Ph.D., współautorka badania i profesor nadzwyczajna endokrynologii molekularnej i komórkowej w Arthur Riggs Diabetes & Metabolism Research Institute w City of Hope. „Odkryliśmy, że starzenie się powoduje pojawienie się nowego typu dorosłych komórek macierzystych i zwiększa produkcję nowych komórek tłuszczowych, szczególnie w okolicy brzucha.”
Badania na myszach i ludziach
Współpracując z laboratorium UCLA pod kierownictwem współautora, Xia Yang, Ph.D., naukowcy przeprowadzili serię eksperymentów na myszach, a następnie potwierdzili wyniki na ludzkich komórkach. Zespół skupił się na białej tkance tłuszczowej (WAT), która odpowiada za przyrost masy ciała związany z wiekiem.
Choć wiadomo, że komórki tłuszczowe powiększają się z wiekiem, naukowcy podejrzewali, że WAT może również rozrastać się poprzez produkcję nowych komórek tłuszczowych, co oznaczałoby, że ma niemal nieograniczony potencjał wzrostu.
Rola komórek macierzystych
Aby przetestować tę hipotezę, badacze przyjrzeli się komórkom progenitorowym adipocytów (APCs) – grupie komórek macierzystych w WAT, które przekształcają się w komórki tłuszczowe.
Zespół City of Hope przeszczepił najpierw APCs od młodych i starszych myszy do grupy młodych gryzoni. Komórki pobrane od starszych zwierząt szybko wygenerowały ogromną liczbę nowych komórek tłuszczowych.
Gdy jednak przeszczepiono APCs od młodych myszy do starszych osobników, komórki macierzyste nie wytworzyły wielu nowych adipocytów. Wyniki potwierdziły, że starsze APCs są zdolne do samodzielnego produkowania tłuszczu, niezależnie od wieku organizmu-gospodarza.
Aktywność genów w komórkach macierzystych
Korzystając z sekwencjonowania RNA pojedynczych komórek, naukowcy porównali aktywność genów w APCs u młodych i starszych myszy. Okazało się, że komórki te, które u młodych gryzoni były mało aktywne, u myszy w średnim wieku „budziły się” i zaczynały intensywnie produkować nowe komórki tłuszczowe.
„Podczas gdy większość dorosłych komórek macierzystych z wiekiem traci zdolność do namnażania się, w przypadku APCs jest odwrotnie – starzenie się odblokowuje ich potencjał do różnicowania i rozprzestrzeniania się” – mówi Adolfo Garcia-Ocana, Ph.D., profesor i kierownik Katedry Endokrynologii Molekularnej i Komórkowej w City of Hope. „To pierwszy dowód na to, że powiększanie się brzucha z wiekiem wynika z intensywnej produkcji nowych komórek tłuszczowych przez APCs.”
Nowy typ komórek – CP-As
Starzenie się przekształciło również APCs w nowy typ komórek macierzystych, nazwany committed preadipocytes, age-specific (CP-As). Pojawiają się one w średnim wieku i aktywnie generują nowe komórki tłuszczowe, co tłumaczy, dlaczego starsze myszy przybierają na wadze.
Kluczową rolę w tym procesie odgrywa szlak sygnałowy LIFR (leukemia inhibitory factor receptor), który stymuluje namnażanie się CP-As i ich przekształcanie w komórki tłuszczowe.
„Odkryliśmy, że proces tworzenia tłuszczu jest napędzany przez LIFR. Młode myszy nie potrzebują tego sygnału, ale starsze tak” – wyjaśnia Wang. „Nasze badania wskazują, że LIFR odgrywa kluczową rolę w aktywowaniu CP-As do produkcji nowych komórek tłuszczowych i zwiększania ilości tłuszczu brzusznego u starszych myszy.”
Potwierdzenie u ludzi
Naukowcy zbadali również APCs w ludzkich tkankach, wykorzystując sekwencjonowanie RNA pojedynczych komórek. W tkankach osób w średnim wieku znaleźli podobne komórki CP-As, które również wykazywały zwiększoną zdolność do tworzenia nowych adipocytów.
„Nasze wyniki podkreślają znaczenie kontrolowania powstawania nowych komórek tłuszczowych w walce z otyłością związaną z wiekiem” – mówi Wang. „Zrozumienie roli CP-As w zaburzeniach metabolicznych oraz tego, jak te komórki pojawiają się podczas starzenia, może prowadzić do nowych rozwiązań medycznych w redukcji tłuszczu brzusznego i poprawie zdrowia oraz długości życia.”
Kolejne kroki w badaniach
W przyszłości naukowcy planują śledzić komórki CP-As w modelach zwierzęcych, obserwować je u ludzi oraz opracować strategie blokujące ich działanie, aby zapobiegać przyrostowi tłuszczu związanemu z wiekiem.
Pierwszymi autorami badania są Guan Wang, Ph.D. z City of Hope oraz Gaoyan Li, Ph.D. z UCLA.
O City of Hope
Misją City of Hope jest realizacja nadziei dla wszystkich dotkniętych nowotworami i cukrzycą. Założona w 1913 roku, City of Hope stała się jedną z największych i najbardziej zaawansowanych organizacji badawczo-terapeutycznych w USA, specjalizujących się w leczeniu raka, cukrzycy i innych poważnych chorób. Badania prowadzone w City of Hope doprowadziły do powstania przełomowych leków przeciwnowotworowych, a także syntetycznej insuliny ludzkiej i przeciwciał monoklonalnych. City of Hope posiada kompleksowe centrum onkologiczne, uznane przez National Cancer Institute, które zajmuje miejsce w pierwszej piątce najlepszych ośrodków leczenia raka w rankingu U.S. News & World Report. Organizacja rozwija również sieć placówek medycznych w całych Stanach Zjednoczonych. Do grupy powiązanych podmiotów należą m.in. Translational Genomics Research Institute oraz AccessHopeTM. Więcej informacji można znaleźć na profilach organizacji w mediach społecznościowych: Facebook, X, YouTube, Instagram i LinkedIn.
Kontakt dla mediów
Letisia Marquez
626-476-7593