Analýza heterogenity buněčné senescence
Výzkumný tým publikoval v odborném časopise Aging Cell studii, která se zabývá rozdíly mezi primárními a sekundárními senescentními buňkami. Výzkum využil metodu sekvenování RNA na úrovni jednotlivých buněk (sc-RNAseq) k hlubšímu pochopení molekulárních mechanismů, které stojí za stárnutím buněk a jejich následnou dysfunkcí.
Rozlišení mechanismů vzniku senescence
Senescence je proces, při kterém buňky přestanou dělit a začnou vylučovat specifické chemické signály označované jako SASP (senescence-associated secretory phenotype). Tyto signály mohou ovlivňovat okolní tkáně a vyvolávat zánětlivé reakce. Studie rozlišuje mezi primární senescencí, která vzniká například v důsledku radiačního poškození nebo poškození DNA, a sekundární senescencí. K té dochází, pokud jsou zdravé buňky vystaveny působení SASP látek produkovaných již senescentními buňkami.
Zjištění u primárně senescentních buněk
V rámci experimentu byly zkoumány buňky ledvin vystavené radiaci. Pomocí algoritmu byly tyto buňky rozděleny do několika skupin podle jejich genové exprese. Bylo zjištěno, že i v rámci primární senescence existuje značná heterogenita. Zatímco některé buňky vykazovaly expresi genů spojených s vývojem, jiné reagovaly na stres a vykazovaly známky apoptózy. Skupina buněk vykazující terminální stadium senescence se vyznačovala vysokou aktivitou SASP a úpravami tkáňové struktury.
Analýza sekundárně senescentních buněk
Při kultivaci buněk v prostředí bohatém na SASP bylo pozorováno, že ačkoliv tyto buňky vykazují standardní znaky senescence, jako je zvýšená hladina biomarkerů SA-beta-gal a snížená proliferační schopnost, jejich genový profil se od primárně senescentních buněk liší. Sekundárně senescentní buňky vykazovaly nižší míru genů spojených s rakovinovým bujením, avšak intenzivněji reagovaly na hypoxii.
Rozdíly v ovlivňování tkání
Zásadním zjištěním studie je odlišný dopad obou typů senescentních buněk na okolní tkáň. Primární senescentní buňky měly vyšší tendenci k ovlivňování remodelace extracelulární matrix, což může vést k rozvoji fibrózy. Naproti tomu sekundární senescentní buňky byly spojeny primárně s expresí genů souvisejících se zánětlivými procesy.
Omezení studie a další postup
Autoři studie upozorňují na fakt, že výzkum byl omezen na buňky ledvin a primární senescence byla indukována výhradně radiací. Předchozí výzkumy naznačují, že senescence vyvolaná například zkracováním telomer nebo působením chemoterapeutik může vykazovat odlišné charakteristiky. Výsledky však potvrzují, že populace senescentních buněk nejsou homogenní a pro vývoj terapeutických postupů zaměřených na jejich odstranění či modulaci je nezbytné tyto rozdíly zohlednit.