Faktor Yamanka memprogram ulang sel menjadi sel induk embrionik yang berfluorinpoten,
hal ini menyebabkan sel mengatur ulang identitas selulernya (sehingga sel melupakan fungsinya dan organ yang menjadi tujuannya) hanya dengan menggunakan 4 faktor pemrograman
(Oct4, Sox2, Klf4 dan c-Myc (OSKM)) Paparan terhadap faktor pemrograman ulang dalam waktu yang cukup memungkinkan untuk membalikkan usia sel tanpa menghapus identitasnya.
Ini adalah dasar untuk pemrograman ulang sebagian sel.
Dalam penelitian yang dipublikasikan di Nature, para ilmuwan melaporkan pengaruhnya terhadap neurogenesis, yaitu pembentukan neuron baru.
Peningkatan produksi neuroblas;
Sudah lama berlalu ketika kesalahpahaman umum adalah bahwa otak yang lebih tua tidak menghasilkan neuron baru.
Sejak itu, para ilmuwan telah menemukan bahwa area tertentu di otak, seperti hipokampus dan zona subventrikular (SVZ),
mengandung ceruk neurogenik yang memunculkan neuron baru bahkan di masa dewasa.
Namun, proses ini melambat seiring bertambahnya usia.
Dalam penelitiannya, para peneliti menggunakan koktail klasik Yamanaka OSKM.
Banyak peneliti yang prihatin dengan cara meningkatkan efisiensi pemrograman ulang dan menurunkan risiko tumor,
tumor terutama terkait dengan c-Myc, namun hal ini tidak terjadi dalam penelitian ini.
Pertama, para ilmuwan melakukan pemrograman ulang seluruh tubuh dengan menciptakan tikus hasil rekayasa genetika yang mengekspresikan OSKM ketika diobati dengan pemicu molekuler:
dalam hal ini, doksisiklin.
Dengan menggunakan pengurutan RNA sel tunggal, para peneliti menemukan bahwa seiring bertambahnya usia, proporsi neuroblas, prekursor langsung neuron, di antara keturunan sel induk saraf (NSC), menurun, yang mengindikasikan gangguan neurogenesis.
Perawatan ini membalikkan tren ini, mengembalikan proporsi neuroblas ke tingkat yang lebih muda.
Selanjutnya, para peneliti menggunakan model mouse yang lebih canggih di mana ekspresi OSKM dibatasi secara spasial pada SVZ saja.
Menariknya, pembatasan ini memungkinkan mereka untuk meningkatkan waktu ekspresi OSKM hingga mencapai tingkat yang mematikan pada model seluruh tubuh dan bekerja dengan aman.
Efeknya pada NSC dan neuroblas bahkan lebih mengesankan dibandingkan pemrograman ulang seluruh tubuh.
Metrik neuron yang diprogram ulang
Untuk menghindari efek yang meluas, para peneliti juga melakukan eksperimen dengan NSC yang dikultur secara in vitro.
Sama seperti organisme hidup, NSC yang diambil dari tikus tua menghasilkan proporsi neuroblas yang lebih rendah dibandingkan NSC yang diambil dari tikus muda.
Pengobatan NSC dengan OSKM meningkatkan proporsi neuroblas pada keturunannya,
menunjukkan adanya efek seperti regeneratif yang "mengembalikan keadaan ke normal".
Namun, yang paling menarik perhatian kami adalah neuron, bukan prekursor neuroblas.
Apakah pengobatan ini menghasilkan lebih banyak neuron yang lahir? Rupanya ya.
Pada tikus, neuroblas yang diturunkan dari SVZ bermigrasi ke daerah penciuman, tempat mereka menjadi neuron matang (ini menunjukkan betapa pentingnya indra penciuman bagi hewan ini).
Seiring bertambahnya usia, proses ini melambat secara dramatis.
Pengobatan OSKM meningkatkan jumlah neuron yang lahir di bulbus olfaktorius, meskipun tidak sampai pada tingkat remaja.
Dengan menggunakan transkripsi sel tunggal dan validasi immunostaining, kami menemukan bahwa pemrograman ulang sebagian seluruh tubuh pada tikus tua membalikkan sebagian kerusakan terkait usia pada proporsi neuroblastik di ceruk neurogenik SVZ.
Efek "peremajaan" ini dapat direproduksi dengan menargetkan SVZ itu sendiri untuk pemrograman ulang parsial, yang menunjukkan fenomena intrinsik.
Lebih jauh lagi, pemrograman ulang sebagian NSC lama dalam kultur sel secara mandiri meningkatkan diferensiasi mereka menjadi nenek moyang saraf.
Studi tersebut mengungkapkan efek pemrograman ulang parsial pada otak tua dengan menguji secara sistematis efeknya pada beberapa jenis sel yang berbeda.
Studi selengkapnya:
