SenePy - un nou software identifică celulele îmbătrânite care contribuie la apariția bolilor cronice

Îmbătrânirea prematură a celulelor reprezintă o problemă majoră pentru sănătatea umană. Când o celulă își încetează creșterea și își pierde funcționalitatea fără a muri, poate contribui la apariția bolilor cronice precum boala Alzheimer, bolile cardiovasculare sau inflamația cronică. Totuși, identificarea acestor celule senescente este extrem de dificilă, ele fiind comparabile cu „acele într-un car cu fân” în țesuturile umane.

Un nou instrument pentru cercetare: SenePy

Pentru a facilita identificarea acestor celule, un doctorand de la University of Illinois Chicago (UIC), Mark Sanborn, a dezvoltat un software inovator numit SenePy. Acest instrument open-source a fost descris într-un articol recent publicat în Nature Communications și permite cercetătorilor să identifice cu acuratețe celulele senescente în diferite organe și țesuturi.

„Senescența celulară descrie procesul prin care o celulă îmbătrânește prematur: nu mai crește, nu moare, dar nici nu mai funcționează normal”, a explicat dr. Jalees Rehman, profesor și conducător al Departamentului de Biochimie și Genetică Moleculară la UIC. „Aceste celule rămân active și declanșează inflamație, afectând funcția celulelor vecine.”

Cum funcționează SenePy

Pentru a dezvolta SenePy, Sanborn a analizat date obținute din secvențierea a peste 1,6 milioane de celule umane și de șoarece, utilizând instrumente computaționale pentru a identifica semnături genetice specifice celulelor senescente.

Unul dintre aspectele esențiale descoperite a fost că nu există un singur set de markeri comuni pentru senescență valabili pentru toate țesuturile. De exemplu, celulele senescente din inimă au o semnătură genetică diferită de cele din plămâni sau creier. În total, cercetătorii au identificat 72 de semnături genetice pentru șoareci și 64 pentru oameni, în funcție de tipul celular și organul de origine.

SenePy permite acum altor cercetători să compare propriile mostre biologice cu această bază de date extinsă, ajutând la recunoașterea tiparelor senescente în mod precis. Platforma este gratuită și accesibilă publicului sub formă de cod deschis.

Rezultatele studiului

Folosind SenePy, echipa UIC a analizat rolul celulelor senescente în mai multe afecțiuni, printre care:

• Cancer – senescența poate acționa ca un mecanism de frânare a formării tumorilor.
• Infarct miocardic – acumularea de celule senescente poate agrava daunele post-infarct.
• COVID-19 – în unele cazuri, infecția severă activează senescența celulară.
• Inflamație cerebrală – senescența contribuie la procesele inflamatorii cronice în sistemul nervos central.

Cercetătorii au observat că celulele senescente tind să se grupeze în clustere, ceea ce sugerează că senescența poate fi transmisă de la o celulă la alta prin influență locală.

De asemenea, au explorat eficiența medicamentelor senolitice – substanțe care elimină celulele senescente – și au identificat noi ținte terapeutice pentru aceste tratamente.

Implicații pentru viitor

„Acest software ne oferă posibilitatea de a dezvolta senolitice personalizate pentru tipuri specifice de celule senescente”, afirmă Sanborn. „În plus, faptul că este un instrument open-source îl face accesibil întregii comunități științifice, crescând șansele ca descoperirile să se transforme în aplicații clinice reale.”

Concluzii

SenePy este o unealtă inovatoare care promite să accelereze studiul îmbătrânirii celulare și al bolilor asociate cu aceasta. Prin înțelegerea modului în care aceste celule se acumulează și afectează țesuturile, cercetătorii pot dezvolta terapii mai eficiente pentru prevenirea și tratarea unor afecțiuni grave precum bolile cardiovasculare, cancerul sau Alzheimer.