Epigenetisches Reprogramming mit Kernrezeptoren

Danke für die Eröffnung des Themas.

Den Titel finde ich gut gewählt, denn das genau ist der Focus, den ich auch als zielführend ansehe.

Ich schreibe später mehr dazu. Vorweg wollte ich noch einmal auf die Transkriptionsfaktoren eingehen. Oct4 und Sox2 sollten genügen.

Es wurden Fibroblasten nur durch OCT4 und SOX2 in induzierte pluripotente Stammzellen umgewandelt:

Induction of pluripotent stem cells from primary human fibroblasts with only Oct4 and Sox2

Zitat

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Here we report that valproic acid (VPA), a histone deacetylase inhibitor, enables reprogramming of primary human fibroblasts with only two factors, Oct4 and Sox2, without the need for the oncogenes c-Myc or Klf4.

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Ok, ein HDAC-Inhibitor (Valproinsäure) war noch dabei, eigentlich easy. Alpha-Liponsäure könnte das evtl. auch!

Auf Klf4 und c-Myc verzichten wir wegen der Krebsgefahr.

Also entweder
- Oct4
oder
- Oct4 + Sox2
(Natürlich weiß ich auch, dass Sox2 nicht ohne Risiken ist. Meinetwegen erst einmal Sox2 weglassen, obwohl es ja ohnehin nur eine rein theoretische Diskussion ist.)

mittels Zellkernhormonen oder anderen rezeptoraktiven Substanzen kurzfristig anzuregen, das wäre grundsätzlich eine interessante Idee.

Notiz:

Dasatinib als Ersatz für SOX2

Reprogramming with Small Molecules instead of Exogenous Transcription Factors


Dann fehlt ja tatsächlich nur noch das Oct4!

Forskolin?

Zitat von Joker im Beitrag #5

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Forskolin?

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Zitat von Prometheus im Beitrag #7

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Wirkung über den Kernrezeptor NFATc1:

Luteolin and Apigenin Activate the Oct-4/Sox2 Signal via NFATc1 in Human Periodontal Ligament Cells
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27449921/

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Zitat

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This complex consists of at least two components: a preexisting cytosolic component that translocates to the nucleus upon T cell receptor (TCR) stimulation, and an inducible nuclear component.

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Spielt das überhaupt in allen Zellen eine Rolle? Oder nur für ganz bestimmte Zellen wie z.B. T-Zellen?

Ja klar, ich zweifle nicht an der Wirksamkeit der Substanzen.

Die Frage ist welcher Mechanismus ist verantwortlich.

Bei Luteolin wurde z.B. eine Wirksamkeit gegen Glycierung und gegen Inflamm-Aging festgestellt

Luteolin Reduces Lipopolysaccharide-Induced Lethal Toxicity and Expression of Proinflammatory Molecules in Mice


P.S. Ich will deine Theorie auch nicht komplett in Zweifel ziehen. Jedenfalls - wenn Luteolin und Apigenin diese epigenetische Wirkung haben sollte - dann habe ich bisher zu wenig davon genommen.

Jetzt bin ich mal gespannt, was du zu diesem Netzfund vom Nachbarforum Longecity sagst:

Quality of induced pluripotent stem cells is dramatically enhanced by omitting what was thought to be the most crucial reprogramming factor.

Zitat

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Oct4 is not only unnecessary but damaging during generation of mouse induced pluripotent stem cells (iPSCs).

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Spannende, auch für mich neue Erkenntnis: Wir lassen das Oct4 weg!

@Prometheus Ich frage mich, ob du genauso sprachlos bist, wie ich gerade.

Ich habe viel drüber nachgedacht, welches der richtige Weg ist, SKM oder OSKM, bin aber noch zu keinem Ergebnis gekommen.

Pluripotente Stammzellen würde wir auch benötigen, aber nur in kleinen Mengen. Für Reparaturen.

Andererseits gebe ich dir vollkommen Recht, dass wir eher, was die große Menge der Zellen betrifft, teilweises Reprogramming wollen. Zu viele iPS sind nicht gut.

Die Frage ist, wie können wir bei OSKM die festgestellten "aberrant changes" vermeiden oder zumindest sicherstellen, dass sie sich nicht schädlich in Form von Krebs auswirken?

Zitat

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der Löschung der epigenetischen Altersmarkierungen stattfindet

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Was meinst du mit den Alterungsmarkierungen?

Hast du da an bestimmte Regionen im Genom gedacht?

Weil ich bin bisher nicht davon ausgegangen, dass es spezifische Alterungsmarkierungen gibt. Meine Vorstellung war, dass die Funktionen eher abgeschaltet werden durch den Sicherheitsmechanismus der Hypermethylierung der CpG-Inseln, dies aber überwiegend zufällig geschieht. Könnte aber natürlich auch sein, dass nur bestimmte Regionen gezielt abgeschaltet werden.

Ja, ok!

Das ist aber nur die Altersbestimmung. Diese 3 Regionen reichen zur forensischen Altersbestimmung. D.h. wir könnten durch eine Messung an uns selbst feststellen lassen, ob eine neu entwickelte Methode der epigenetischen Reprogrammierung funktioniert. Das ist sicher ein sehr nützlicher Test, wenn man ihn konsequent vorher und nachher durchführt.

Du gehst aber einen Schritt weiter und denkst, dass diese 3 Regionen nicht nur hervorragende Indikatoren zum Messen des epigenetischen Alters sind, da sie linear korrelieren, sondern auch das epigenetische Alter der Zelle selbst beeinflussen. Also wenn man die Alterungsmarker entfernt, verschwindet auch das Alter. Habe ich das in etwa richtig wiedergegeben?

Ok, das Ganze klingt schon einleuchtend!

Zitat von Prometheus im Beitrag #19

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3)Es gibt sicherlich epigenetische Veränderungen, die als Schalter für das sensezente Verhalten von Zellen verantwortlich sind.

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Ok, also wenn wir noch einen zweiten Punkt dazunehmen, dann sind wir uns hinsichtlich der Ziele einig:

1.) Entfernung der Alterungsmarker (z.B. Seneszenz)

2.) Erneuerung der Funktion, Ent-/ Redifferenzierung best. funktionaler Bereiche z.B. alte Hautzelle in junge Hautzelle. Die junge Hautzelle unterscheidet sich epigenetisch nicht nur dadurch, dass sie sich schneller teilt, sondern auch darin, dass die junge insgesamt mehr Funktionen =(Schalter)aktiv hat. Die Seneszenz ist nicht das einzige Merkmal.

Punkt 2.) finde ich schon auch wichtig, da auch ohne Seneszenz ein Funktionsverlust stattfindet.

Es mag komplizierter klingen als es ist. Aber nur die Alterungsmarker zu entfernen ist mir zu wenig.

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Der Weg zum Ziel - 3 Phasen:
1.) Teilweise Demethylierung
Entweder Methionin-Restriktion (z.B. vegan leben) oder natürliche DNMT1-Inhibitoren (z.B. EGCG) oder künstliche DNMT1-Inhibtoren (z.B. Procain)

Ohne wenigstens teilweise Demethylierung kann Reprogramming nicht funktionieren, meiner Meinung nach!

2.) Start des Reprogramming
Mit den richtigen Zellkernhormonen / hormonähnlichen Substanzen, die auf Kernrezeptoren wirken
--> Das ist genau der Punkt woran wir arbeiten wollen. Diese herauszufinden wäre das Ziel!
--> Ich arbeite schon einige Jahre an dem Thema "partielles Reprogramming". Bisher hatte ich auf eine spontane Reaktion des Zellkerns gehofft, jedoch ist das unwahrscheinlich

3.) Schaffung eines fördenden Mileus der teilweisen Redifferenzierung
Die Zelle muss sich nun wieder stabilisieren
Dazu muss die Umgebung ähnlich der des Embryos sein:
- Geeignete Nährstoffe
- Richtiges hormonelles Milieu
- Abwesenheit von Schadstoffen (z.B. kein Alkohol!)


An den 3 Phasen Demethylierung - Reprogrammierung - Remethylierung ändert sich meiner Meinung nach also nichts.

Neu ist nur der gezieltere Anstoß der Reprogrammierung.

Ja, also ich denke eine teilweise Demethylierung ist erforderlich, um den Prozess effizient zu machen.

Trotzdem hast du mich mit der Frage verunsichert. Ganz sicher bin ich mir nicht!

Ich zitiere Wiki:

Zitat

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In den folgenden Jahren konnte dieser Verdacht entkräftet und gezeigt werden, dass vollständig ausdifferenzierte Zellen fähig sind, zu iPS-Zellen zu werden.[22] Außerdem wurde die Effizienz der auf Retroviren basierenden Methode durch die zusätzliche Zugabe von bestimmten Chemikalien drastisch auf ca. 10 % erhöht.[23] Trotzdem ist es möglich, dass weniger weit ausdifferenzierte Zellen sich leichter reprogrammieren lassen.

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Zitat

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Heute vermuten die meisten Forscher, dass der Prozess der Reprogrammierung stochastischer Natur ist, bei dem verschiedene „Barrieren“ epigenetischer Art überwunden werden müssen. Zum einen müssen die Promotorregionen derjenigen Gene, die für die Pluripotenz essentiell sind, demethyliert werden.

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https://de.wikipedia.org/wiki/Induzierte...ente_Stammzelle

Die Methylierung der Promotoren ist also als Barriere zu sehen.


Gerade weil wir ja keine iPS erzeugen wollen, müssen die Transkriptionsfaktoren eher sanft oder inkomplett sein, also wäre eine leichte Demethylierung vermutlich hilfreich, weil sonst gar nichts passiert!? Z.B. bei der Anwendung der Oct4/Sox2 Methode an Fibroblasten würde eine vorhergehende Demethylierung sicher helfen. Wenn trotzdem als Nebenprodukt ein paar iPS entstehen, wäre es ja auch nicht schlimm, oder?


P.S.

Zitat

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-Die CpG-Hypermethylierugen werden typischerweise von IL-6 gefördert.

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Also ist epigenetische Altern auch bedingt durch Inflamm-Aging / Entzündungsaltern. Danke, dieser missing link war mir noch nicht ganz klar!