Heales: The Healthy LIfe Extension Society

  • Vergroot lettergrootte
  • Standaard lettergrootte
  • Verklein lettergrootte
Wetenschappelijk nieuws

Nieuwe en meer efficiënte manier om cellen naar een embryonale staat the herprogrammeren

Het verwekken van iPS stamcellen door gebruik te maken van 'traditionele' protocollen [1] hebben een lage doeltreffendheid, gaande van 0,2 tot 1 %. In de nieuwe methode worden miRNA's gebruikt om de herprogrammering op te wekken van gedifferentiëerde cellen naar een embryonale staat [2]. Men was reeds tot de vaststelling gekomen dat miRNA's de herprogrammering verbeteren door het 'traditionele protocol' [3]. Embryonale muisfibroblasten werden getransfecteerd met een lentivirale vektor coderend voor de miR302/367 cluster van de muis. Valproïnezuur, een Hdac-remmer, werd gebruikt om de herprogrammering te verbeteren [4]. Verrassend genoeg verschenen de klonen met een ESC-achtige morfologie al 6 tot 8 dagen na de transfektie terwijl dit proces bij het toepassen van het 'traditionele' protocol minstens 8 tot 10 dagen vereist. De nieuwe miRNA methode is dus sneller dan de 'traditionele' protocollen. Op de tiende dag vertoonde bijna 80% van de miRNA-geïnduceerde iPSC cellen een krachtige expressie van het Oct4-GFP terwijl bij enkel de helft van de door het 'traditionele' protocol verwekte klonen het Oct4-GFP tot uiting kwam. Dit toont aan dat het nieuwe op miRNA gegrondveste protocol doeltreffender is in de herprogrammering van cellen dan het 'traditionele' protocol. Om te bewijzen dat de nieuwe cellen ook daadwerkelijk pluripotent waren werden teratomen verwekt. Al deze teratomen hadden drie kiemlagen. Om verder te bewijzen dat de cellen pluripotent waren werden chimerische embryo's verwekt. Meer dan de helft van de geïnjecteerde embryo's ontwikkelde zich tot chimeren en bij de meeste onder hen trof men in alle onderzochte weefsels cellen aan die afgeleid waren van de door miRNA geherprogrammeerde cellen. Om te bewijzen dat het protocol ook bij menselijke cellen werkt, werden de voorhuid en de lederhuid fibroblasten getransfekteerd met de miRNA vector. Interessant was de bevinding dat valproïnezuur niet nodig was bij menselijke cellen terwijl het in muiscellen onontbeerlijk was. De produktie van teratomen bewees dat de menselijke, door miRNA geherprogrammeerde cellen pluripotent waren. Men stelde vast dat de herprogrammering van menselijke cellen door miRNA twee orden van grootte doeltreffender is dan bij de toepassing van het 'traditionele' protocol.

[1] Takahashi K, and Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell, 2006, 126: 663-676.

[2] Anokye-Danso et al. Highly efficient miRNA-mediated reprogramming of mouse and human somatic cells to pluripotency. Cell Stem Cell, 2011, 8: 376-388.

[3] Judson et al. Embryonic stem cell-specific microRNAs promote induced pluripotency. Nat Biotechnol, 2009, 27: 459-461.

[4] Huangfu et al. Induction of pluripotent stem cells by defined factors is greatly improved by small-molecule compounds. Nat Biotechnol, 2008, 26: 795-797.

 

 

Lipofuscin is misschien cytotoxisch omwille van zijn capaciteit om aan het proteosoom te binden


Lipofuscine, ook bekend als verouderingspigment, is een belangrijk onafbreekbaar afvalproduct dat accumuleert in cellen. In grote motorische neuronen van honderdjarigen kan 75% van het celvolume ingenomen worden door lipofuscine [1]. Het is duidelijk dat dit niet zonder gevolgen blijft voor het functioneren van cellen. Lipofuscine is gemaakt van sterk gecrosslinkte eiwitten (30-70%), vetten (20-50%), kleine hoeveelheden koolhydraten (4-7%) en metalen zoals ijzer, koper, aluminium, zink, calcium en mangaan (2%) [2,3]. In een recente studie [4] wordt gesugereerd dat lipofuscine aan het proteosoom bind en daardoor de werking ervan verlaagd. Het proteosoom is een belangrijk afval afbraaksysteem in menselijke cellen dat beschadigde oplosbare proteïnen afbreekt.

[1] Yin D. Biochemical basis of lipofuscin, ceroid, and age pigment-like fluorophores. Free Rad Biol Med, 1996, 21(6): 871-888.

[2] Porta EA. Advances in age pigment research. Arch Gerontol Geriatr, 1992, 12: 303-320.

[3] Terman A, and Brunk UT. Lipofuscin. Int J Biochem Cell Biol, 2004, 36: 1400-1404.

[4] Höhn et al. Lipofuscin inhibits the proteasome due to binding to surface motifs. Free Radic Biol Med. 2010 Dec 15. [Epub ahead of print]

 

Meer bewijs tegen groeihormoon

 

In een nieuwe studie [1] werd een geneesmiddel genaamd MZ-5-156 toegediend aan muizen. Dit geneesmiddel blokkeert de activatie van de growth hormone releasing hormone (GHRH) receptor en verminderd zo de productie van groeihormoon. De behandelde muizen hadden hogere telomerase activiteit, sommige merkers van oxidatieve stress in de hersenen waren verbeterd, een beter evenwicht en cognitie was verbeterd. De gemiddelde levensduur was 8 weken langer maar de maximale levensduur was niet beïnvloed. De tumor incidentie daalde van 10 naar 1,7%! Inderdaad, ook andere studies tonen aan dat MZ-5-156 de groei van tumoren remt. Zo was het volume en gewicht van de tumor in behandelde muizen waarin een menselijke prostaat tumor geplanteerd was aanzienlijk lager in vergelijking met de controle groep [2]. Recent is ook aangetoond dat het de groei van benigne prostaathypertrofie cellen vertraagd [3]. Benigne prostaathypertrofie is een veel voorkomend probleem in oudere mannen, naar schatting 10-30% van de mannen over 70 lijdt eraan [4]. MZ-5-156 induceerde apoptose (een soort van gecontroleerde celdood) in baarmoeder kankercellen in vitro (sommige tumor cellen expresseren GHRH receptor op hun membraan terwijl de receptor in dat celtype normaal niet geëxpresseerd zou mogen worden) [5].

 

[1] Banks et al. Effects of a growth hormone-releasing hormone antagonist on telomerase activity, oxidative stress, longevity, and aging in mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2010, 107: 51 22272-22277.

[2] Lamharzi et al. Growth hormone-releasing hormone antagonist MZ-5-156 inhibits growth of DU-145 human androgen-independent prostate carcinoma in nude mice and suppresses the levels and mRNA expression of insulin-like growth factor II in tumors. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, 95: 8864–8868.

[3] Siejka et al. Antagonists of growth hormone-releasing hormone inhibit the proliferation of human benign prostatic hyperplasia cells. Prostate, 2010, 70(10): 1087-93.

[4] http://clinicalevidence.bmj.com/ceweb/conditions/msh/1801/1801_background.jsp

[5] Zhao et al. Cellular mechanisms of growth inhibition of human endometrial cancer cell line by an antagonist of growth hormone-releasing hormone. Int J Oncol, 2008, 32(3): 593-601.

 

De vrije radicaal theorie onder aanval

 

Mutante wormen voor nuo-6 and isp-1 hebben een verlengde levensduur. Aangezien deze genen coderen voor subunits van de electronen transportketen werd aangenomen dat deze mutaties de vrije radicaal (superoxide) productie moesten verminderen en zo de levensduur laten toenemen. In een nieuwe studie werd de vrije radicaal productie door de mitochondriën in deze mutante wormen gemeten en deze bleek echter hoger te zijn. De toevoeging van vitamine C of N-acetyl-cysteïne (NAC), twee antioxidanten, gaf de mutante wormen weer een normale levensduur. Wanneer een stof (paraquat) die de vrije radicaal productie verhoogd werd toegevoegd leefden de wormen langer. De auteurs stellen dat hun resultaten aantonen dat superoxide een beschermend signaal is dat gen expressie op zo'n manier veranderd dat genen die beschermen tegen veroudering geactiveerd worden [1]. Ook andere studies trekken de vrije radicaal theorie in twijfel. Zo is vorig jaar aangetoond dat wormen die sod-2 missen, een gen dat codeert voor een enzym dat helpt bij de detoxificatie van superoxide, langer leven [2]. En langlevende clk-1 mutanten hebben een defect in de productie van uniquinone (CoQ10). Een vergelijkbare mutatie verlengt de levensduur in muizen [3]. Dit is een vet oplosbare antioxidant die ook een belangrijke rol speelt bij electronen transport. Er moet ook voorzichtigheid genomen worden wanneer resultaten van kort levende organismen zoals wormen en vliegen naar lang levende organismen zoals mensen vertaald word. Bijvoorbeeld een mitochondriaal getargette catalase verlengd de levensduur van muizen [4] maar niet van fruitvliegen [5]. Het laatste woord over de vrije radicaal theorie is nog niet gezegd.

 

[1] Yang W, and Hekimi S. A mitochondrial superoxide signal triggers increased longevity in Caenorhabditis elegans. PLoS Biol, 2010, 8(12): e1000556.

[2] Van Raamsdonk JM, and Hekimi S. Deletion of the mitochondrial superoxide dismutase sod-2 extends lifespan in Caenorhabditis elegans. PLoS Genet, 2009, 5(2): e1000361.

[3] Stepanyan et al. Genetic and molecular characterization of CLK-1/mCLK1, a conserved determinant of the rate of aging. Exp Gerontol, 2006, 41(10): 940-51.

[4] Schriner SE, and Linford NJ. Extension of mouse lifespan by overexpression of catalase. AGE, 2006, 28(2): 209-218.

[5] Mockett et al. Ectopic expression of catalase in Drosophila mitochondria increases stress resistance but not longevity. Free Radical Biology and Medicine, 2003, 34(2): 207-217.

 
woensdag, 15 december 2010 15:53

Abnormale AMPK activatie in de ziekte van Alzheimer and andere tauopathiëen

Tauopathiëen zijn ziekten die veroorzaakt worden door de opbouw van abnormale strengen uit een eiwit genaamd tau dat normaal met de microtubuli geassocieerd is. Tau kan enkel aggregeren als het gehyperfosforyleerd is en deze hyperfosforylatie wordt veroorzaakt door forforylatie van het eiwit door verschillende kinasen. Kinasen zijn enzymen die substraten (eiwitten, kleine moleculen, vetten,…) fosforyleren. In de huidige studie werd aangetoond dat het kinase genaamd AMPK in staat was om tau te fosforyleren. Er werd ook aangetoond dat AMPK en tau gecolokaliseerd zijn in hersenstalen van Alzheimer patiënten als ook in patiënten die aan andere tauopathiëen leiden.

Vingtdeux et al. AMPK is abnormally activated in tangle- and pre-tangle-bearing neurons in Alzheimer's disease and other tauopathies. Acta Neuropathol, 2010 [Epub ahead of print]

 

 
Meer artikelen...


Pagina 1 van 7