Cellulaire veroudering, het proces waarbij cellen het vermogen om te delen verliezen, is een kenmerk van veroudering. Het is aangetoond dat caloriebeperking (CR), een strikte vermindering van de calorie-inname met behoud van adequate voeding, de levensduur verlengt en leeftijdsgebonden ziekten bij dieren vertraagt. Onderzoekers hebben echter nog niet volledig begrepen hoe CR werkt om gezond ouder worden op cellulair niveau te bevorderen. In een nieuwe studie laten wetenschappers van het Salk Institute, het University of Texas Health Science Center in Houston en de National Institutes of Health zien hoe CR de negatieve effecten van veroudering in cellen voorkomt en sleutelmoleculen identificeert die deze effecten bemiddelen.

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Metabolism, concentreerde zich op menselijke fibroblasten, cellen die een cruciale rol spelen bij het ondersteunen van de huidstructuur. De wetenschappers gebruikten een menselijk fibroblastmodelsysteem en pasten single-cell RNA-sequencing, ruimtelijke transcriptomics en andere technieken toe om te analyseren hoe CR de cellulaire veroudering beïnvloedt.

Uit hun resultaten bleek dat CR helpt de cellulaire identiteit te behouden en de oorspronkelijke functie en kenmerken van fibroblasten te behouden naarmate ze ouder worden. Dit behoud is cruciaal voor de weefselfunctie. Aan de andere kant ondergingen fibroblasten van individuen die geen CR hadden leeftijdsgerelateerde veranderingen en cellulaire herprogrammering, waardoor ze uiteindelijk leken op cellen die bijdragen aan huidveroudering en ziekte.

De onderzoekers ontdekten dat CR de productie van verschillende eiwitten en moleculen beïnvloedt die verband houden met cellulaire identiteit, metabolisme, DNA-reparatie en stressreacties. Met name identificeerden ze een subset van fibroblasten, 'superpersistente cellen' genaamd, die beter bestand waren tegen verouderingsveranderingen en een verhoogde expressie hadden van genen die verband houden met een lang leven en veerkracht. Deze cellen lijken te worden beschermd door CR-geïnduceerde mechanismen.

Senior auteur Juan Carlos Izpisúa Belmonte, professor aan het Gene Expression Laboratory van het Salk Institute, legt de implicaties van hun bevindingen uit:“Door aan te tonen hoe caloriebeperking de cellulaire identiteit behoudt, onthult ons werk de moleculaire mechanismen waarmee voedingsinterventies gezond ouder worden effectief kunnen bevorderen. Het begrijpen van deze mechanismen en de betrokken beschermende moleculen zou kunnen leiden tot nieuwe therapeutische strategieën voor leeftijdsgebonden ziekten en verouderingsgerelateerde aandoeningen."

De studie benadrukt het belang van het bestuderen van cellulaire veroudering op eencellig niveau en onderstreept het potentieel van CR of CR-geïnspireerde strategieën om de weefselfunctie te behouden en leeftijdsgebonden ziekten te voorkomen. De onderzoekers zijn van plan de mechanismen die in hun onderzoek zijn ontdekt verder te onderzoeken en op basis van deze bevindingen mogelijke interventies te onderzoeken om de gezondheid te verbeteren en verouderingsgerelateerde achteruitgang te voorkomen.