Darah menyuruh sel-sel tua untuk bertindak seperti sel muda

Darah menyuruh sel-sel tua untuk bertindak seperti sel muda

Peneliti-peneliti Harvard Stem Cell Institute (HSCI) di Joslin Diabetes Center (JDC) telah melakukan langkah besar dalam memahami – dan mungkin memperlambat – proses penuaan.
Dalam beberapa seri eksperimen yang hati-hati, Amy J. Wagers dan kolega telah mendemonstrasikan bahwa stem sel dari tikus tua yang ter-ekspose faktor-faktor tertentu yang ada di dalam darah tikus muda mulai bertindak seperti stem sel muda, dengan proses yang dipicu oleh sinyal dari tipe sel lain di dekatnya di dalam tulang. Kenyataannya, tidak hanya membuat stem sel darah mulai mengambil sifat-sifat sel muda, tetapi jaringan tikus tua yang ter-ekspose faktor yang belum teridentifikasi ini tampak jauh lebih terlihat muda.
Penelitian terakhir yang dilakukan grup Wagers ini dipublikasikan Nature edisi hari ini. Laporan ini memajukan pemahaman tentang penuaan sistem hematopoietic pembentukan darah dan mengarahkan cara mengobati penyakit-penyakit yang berhubungan dengan penuaan melalui darah.
Doug Melton, co-director HSCI dan co-chair Harvard’s Department of Stem Cell and Regenerative Biology menyebut penemuan ini “penting” dengan penjelasan “paper tersebut menunjukkan bahwa sel-sel dan ‘rumah’ mereka yang disebut dengan niche (relung), keduanya memperburuk umur. Jika itu tidak mengejutkan, yang paling mengherankan adalah demonstrasi bahwa binatang muda, melalui aksi insulin-like growth factor 1(IGF-1), dapat memutar balik jam dan membuat sel-sel darah tua menjadi muda kembali.
Penelitian sebelumnya oleh lab lain menunjukkan bukti bahwa penurunan fungsi stem sel darah karena penuaan merupakan bagian intrinsik sel itu sendiri. Namun, sel-sel ini juga dipengaruhi oleh sinyal-sinyal dari sel-sel lain di dalam lingkungan mikro sumsum tulang lokal atau ‘niche’. Suatu penelitian sebelumnya yang dipimpin oleh Shane Mayack, seorang mahasiswa postdoktoral di lab Wagers, menunjukkan dengan tepat sel-sel pembentuk tulang yang disebut dengan osteoblast merupakan kunci utama pemberi sinyal dari niche, dan menunjukkan bahwa osteoblast memainkan peran khusus dalam pemeliharaan dan regenerasi stem sel darah.
Paper terakhir, Mayack dan kolega meneliti proses penuaan stem sel darah pada tikus tua dan muda. Para peneliti menemukan bahwa ketika osteoblast menua, mereka mengubah sinyal yang mereka kirim ke stem sel, dan bahwa perubahan ini menyebabkan sel-sel tersebut menjadi kurang mampu menghasilkan campuran yang benar dari sel-sel darah.
Lebih dramatis lagi, pada beberapa seri tes dimana dua tikus berbagi satu sirkulasi darah biasa, para ilmuwan mengungkap bahwa mekanisme penuaan ini dapat dibalikan. Pada tikus tua yang berpasangan dengan tikus muda, populasi osteoblast yang ada menunjukkan tanda-tanda peremajaan. Luar biasanya, peremajaan ini dikomunikasikan ke stem sel juga, sehingga kemampuan pembentukan darah dari tikus tua ini menerima sifat-sifat yang jauh lebih muda.
“Dan yang paling menarik adalah bahwa perubahan yang terjadi dalam stem sel darah selama penuaan adalah reversibel, melalui sinyal yang dibawa oleh darah sendiri,” kata Wagers, seorang associate professor di Harvard’s Department of Stem Cell and Regenerative Biology, anggota HSCI Principal Faculty. Dan seorang peneliti di Joslin. “Ini artinya bahwa sistem darah menawarkan suatu kesempatan besar bagi terapi potensial untuk disfungsi stem sel yang berkaitan dengan penuaan.”
“Penemuan ini membuka kesempatan baru penelitian yang menarik, termasuk potensi untuk meneliti tipe lain jaringan yang belum dipahami, dimana penuaan mungkin diatur oleh interaksi stem-niche dalam cara yang serupa,” kata Mayack. “Bersama berjalannya waktu, penemuan-penemuan ini bisa juga mempengaruhi cara kelainan darah diterapi.”
Sebagai langkah selanjutnya, para peneliti akan memperdalam bagaimana sinyal-sinyal yang dikirimkan ke dan dari osteoblast tersebut berubah ketika sel menua. Tim Joslin telah memulainya dengan meneliti peran IGF-1, suatu protein yang oleh penelitian lain ditunjukkan mampu membantu dalam regenerasi otot skeletal. Yang mengejutkan, mereka menemukan bahwa mereka dapat secara sebagian mengoreksi defek penuaan pada osteoblast dengan menekan IGF-1, daripada meningkatkannya. “Perbedaan ini menunjukkan dengan jelas kompleksitas kontrol-kontrol yang terlibat dalam regenerasi sel,” kata Wagers.
Meskipun penelitian ini tidak secara langsung diarahkan untuk mekanisme diabetes, Wagers, seorang Howard Hughes Medical Institute Early Career Scientist menekankan bahwa,”ada bukti-bukti yang makin banyak adanya overlaping dalam jalur pengaturan yang berimplikasi pada penuaan dan diabetes tipe 2.”