Mechanizmy starzenia się komórek w hodowli komórkowej

Abstrakt

Kluczowym elementem w długości życia komórek w hodowli jest liczba podziałów komórkowych, a nie czas życia w kulturze. Komórki przeszczepiane seryjnie in vivo wykazują także skończoną żywotność, co oznacza, że starzenie komórek nie jest charakterystyczne tylko dla hodowli komórkowych. Istnieją teorie, które sugerują, że starzenie się komórek w hodowli może być związane ze starzeniem się organizmu, z którego zostały one otrzymane. Komórki mogą przestać się dzielić z powodu starzenia replikacyjnego, które jest wynikiem skracania telomerów. Starzenie się w tym procesie komórek może być indukowane przez wewnątrzkomórkowy program związany ze skracaniem się i zmianami budowy telomerów (tzw. uncapping) oraz czynniki środowiskowe o charakterze stochastycznym, spośród których najważniejszym jest stres oksydacyjny. Utrata telomerów, po przekroczeniu wartości krytycznej, indukuje ostatecznie sygnały antyproliferacyjne, których skutkiem jest starzenie się. Telomery są więc zegarem replikacyjnego wyczerpania się, ich funkcja może być jednak odtwarzana. Wstawienie genów białek wchodzących w skład telomerazy do starzejących się komórek ludzkich powoduje wydłużenie ich telomerów do długości typowej dla młodych komórek. Komórki wykazują wtedy wszystkie cechy charakterystyczne dla młodych komórek jądrzastych. Telomeraza jest nie tylko centralnym mechanizmem regulującym czas życia komórek, ale także mechanizmem, który może być ponownie włączony, przedłużając replikacyjny okres życia komórek, posiadających markery ekspresji genów charakterystycznych dla młodej komórki. Nie wiadomo, jaki wpływ na replikacyjne starzenie się komórek ma oksydatywne uszkodzenie DNA, ekspozycja na UV, onkogeny ras, które są niezależne od skracania się telomerów.