Cellulär senescens, den process genom vilken celler förlorar förmågan att dela sig, är ett kännetecken för åldrande. Kalorirestriktion (CR), en strikt minskning av kaloriintaget samtidigt som tillräcklig näring bibehålls, har visat sig förlänga livslängden och fördröja åldersrelaterade sjukdomar hos djur. Forskare har dock inte helt förstått hur CR fungerar för att främja hälsosamt åldrande på cellnivå. I en ny studie visar forskare från Salk Institute, University of Texas Health Science Center i Houston och National Institutes of Health hur CR förhindrar de negativa effekterna av åldrande i celler och identifierar nyckelmolekyler som medierar dessa effekter.

Publicerad i tidskriften Nature Metabolism fokuserade studien på mänskliga fibroblaster, celler som spelar en avgörande roll för att stödja hudens struktur. Forskarna använde ett mänskligt fibroblastmodellsystem och tillämpade encellig RNA-sekvensering, rumslig transkriptomik och andra tekniker för att analysera hur CR påverkar cellulärt åldrande.

Deras resultat avslöjade att CR hjälper till att upprätthålla cellulär identitet, bevara den ursprungliga funktionen och egenskaperna hos fibroblaster när de åldras. Detta konservering är avgörande för vävnadsfunktionen. Å andra sidan genomgick fibroblaster från individer som inte var på CR åldersrelaterade förändringar och cellulär omprogrammering, som så småningom liknade celler som bidrar till hudens åldrande och sjukdom.

Forskarna fann att CR påverkar produktionen av flera proteiner och molekyler relaterade till cellulär identitet, metabolism, DNA-reparation och stressreaktioner. Noterbart identifierade de en undergrupp av fibroblaster som kallas "superpersistenta celler", som var mer motståndskraftiga mot åldrande förändringar och hade ökat uttryck av gener förknippade med livslängd och motståndskraft. Dessa celler verkar vara skyddade av CR-inducerade mekanismer.

Seniorförfattaren Juan Carlos Izpisúa Belmonte, professor i Gene Expression Laboratory vid Salk Institute, förklarar implikationerna av deras fynd:"Genom att demonstrera hur kalorirestriktion bevarar cellulär identitet, avslöjar vårt arbete de molekylära mekanismerna genom vilka kostinterventioner effektivt kan främja hälsosamt åldrande Att förstå dessa mekanismer och de inblandade skyddande molekylerna kan leda till nya terapeutiska strategier för åldersrelaterade sjukdomar och åldringsrelaterade störningar."

Studien belyser vikten av att studera cellulärt åldrande på encellsnivå och understryker potentialen hos CR eller CR-inspirerade strategier för att upprätthålla vävnadsfunktion och förebygga åldersrelaterade sjukdomar. Forskarna planerar att ytterligare undersöka de mekanismer som upptäckts i deras studie och utforska potentiella interventioner baserat på dessa fynd för att förbättra hälsan och förhindra åldranderelaterad nedgång.