Vědci zveřejnili v časopise Aging Cell studii na potkanech, ve které zjistili, že tzv. senescentní buňky a SASP faktory hrají klíčovou roli v regeneraci chrupavky kolenního kloubu.
Senescence nemusí být vždy negativní
Senescence, tedy stav, kdy se buňka přestane dělit, je často vnímána negativně, a to i proto, že je považována za jeden z hlavních faktorů stárnutí. Obvykle se předpokládá, že senescence poškozuje chrupavku a urychluje rozvoj osteoartrózy. Zároveň ale existuje myšlenka, že senescence může regeneraci i podporovat, což bylo potvrzeno při hojení ran u myší. Vztah mezi senescentními buňkami a regenerací je však složitý a roli v něm může hrát i načasování, tedy období, během kterého se tyto buňky vyskytují.
Autoři studie popisují pozitivní efekt senescence jako důsledek přechodného zvýšení počtu těchto buněk a „výbuchu“ SASP faktorů, což je spojeno i s mimořádnými regeneračními schopnostmi organismů, jako jsou například ryby zebřičky a mloci axolotli.
V případě menisku a jiných chrupavkovitých tkání je problémem jejich avaskularita, tedy absence krevního oběhu, což znamená, že v těchto oblastech není dostatek funkčních buněk, které by mohly oblast opravovat. Časem proto dochází k opotřebení těchto tkání, které jsou snadno poškozeny. Studie však ukazují, že u myší má regenerace svůj původ v okolní synoviální tkáni.
Když senescence a regenerace jdou ruku v ruce
Vědci se proto zaměřili na meniskus pomocí experimentu na 53 samcích potkanů. Některým z nich provedli pouze povrchovou operaci, jiným odstranili polovinu menisku na zadních nohách a třetí skupina zůstala zcela bez zásahu.
Již týden po operaci se začala v poškozené oblasti vytvářet nová, nepravidelná tkáň ze synovia. V této regenerativní tkáni byly silně vyjádřeny faktory CD68 a p16, což jsou známky přítomnosti senescentních buněk. Po týdnu se však jejich výskyt snížil a po třech měsících se nově vytvořená tkáň od zbytku menisku nelišila.
Analýza genové exprese ukázala, že se spolu s p16 zvýšila i produkce regeneračního faktoru SOX9. Výzkum naznačuje, že senescentní buňky podporují ostatní buňky k produkci SOX9, což přispívá k regeneraci.
Přínos SASP faktorů
Vědci také potvrdili, že SASP má pozitivní efekt na fibroblasty. Když byly fibroblasty vystaveny faktorům vyvolávajícím senescenci, začaly vysílat signály, které způsobily, že jiné fibroblasty začaly rychleji růst a množit se, a to výrazně více než v kontrolní skupině.
Význam senescentních buněk potvrdil další experiment, při kterém dostala skupina potkanů látku ABT-263, která senescentní buňky eliminuje, a to jeden až čtyři týdny po operaci menisku. V této skupině bylo méně nově vytvořené chrupavky a hladina SOX9 byla také nižší.
Tento experiment ukazuje, že přestože SASP může přispívat ke stárnutí a chorobám, má i pozitivní účinky. Další výzkumy by mohly potvrdit, zda jsou senescentní buňky stejně důležité pro regeneraci i u jiných pohlaví a druhů zvířat. Podrobnější porozumění efektům senescentních buněk na různé tkáně je nezbytné před tím, než se začnou senolytické léčby používat v klinické praxi, aby nenapáchaly více škody než užitku.
Literatura
- Coryell, P. R., Diekman, B. O., & Loeser, R. F. (2021). Mechanismy a terapeutické důsledky buněčné senescence při osteoartróze. Nature Reviews Rheumatology, 17(1), 47-57.
- Serrano, M. (2014). Senescence podporuje regeneraci. Developmental Cell, 31(6), 671-672.
- Demaria, M. a kol. (2014). Zásadní role senescentních buněk při optimálním hojení ran. Developmental Cell, 31(6), 722-733.
- de Carvalho, D. P., & Jacinto, A. (2021). Správné načasování pro senescenci. Elife.
- Da Silva‐Álvarez, S. a kol. (2020). Buněčná senescence přispívá k regeneraci tkáně u zebřičky. Aging Cell, 19(1), e13052.
- Yu, Q. a kol. (2023). Buněčná senescence podporuje expanzi progenitorových buněk během regenerace končetin u axolotla. Developmental Cell, 58(22), 2416-2427.
- Bansal, S. a kol. (2021). Současný stav a pokroky v léčbě menisku. Journal of Orthopaedic Research, 39(7), 1368-1382.
- Hiyama, K. a kol. (2017). Regenerace menisku po resekci u myší. Journal of Orthopaedic Research, 35(9), 1958-1965.