envelhecimento dos músculos, fígado e cérebro em ratinhos velhos e rejuvenescimento por parabiose heterocrónica. A regeneração do músculo esquelético após a lesão está ligada à regulação do Delta do ligando de entalhe, que se perde com a idade (painéis superiores). A proliferação de hepatócitos em animais jovens correlaciona-se com a diminuição do complexo cEBP-α-brahma (cEBP-α-Brm) em comparação com ratinhos idosos (painéis médios). Enquanto os animais jovens podem aumentar sua neurogênese e angiogênese na zona subventricular do cérebro, onde as células estaminais neurais estão presentes, os animais idosos não podem (painéis inferiores). Em princípio, a parabiose heterocónica reverte todas as características fenotípicas e moleculares do envelhecimento através da transferência de factores e células solúveis.

No caso de estudos do fígado, e como no músculo, enquanto a proliferação de albumina células positivas em idade isochonic parabionts foi menor do que o observado em jovens isochronic parabionts, parabiosis para um jovem parceiro aumentou significativamente a proliferação dos hepatócitos na idade ratos. Tal como no músculo, o aumento da proliferação de hepatócitos em ratinhos idosos deveu-se a células residentes e não ao enxerto de células circulantes de parceiros jovens. O declínio da proliferação de células progenitoras de hepatócitos é devido à formação de um complexo envolvendo cEBP-α e o Fator de remodelação da cromatina brahma (Brm) que inibe a expressão do gene movido por E2F . Em paralelo com o efeito na regeneração de hepatócitos, a formação do complexo cEBP-α-Brm foi detectada em fígados de antigos parabiontes heterocrônicos, mas não de jovens isocrônicos, e o complexo foi diminuído em velhos heterocronicparabiontes (Fig. 2). Finalmente, no músculo e no fígado, notaram uma redução da proliferação de células progenitoras em ratos jovens após emparelhamento parabiótico com ratinhos velhos, sugerindo que os ratinhos velhos são enriquecidos com fatores inibitórios que são diluídos com parabiose. No geral, estes dados indicaram que existem fatores sistêmicos que podem modular as vias de sinalização molecular críticas para a ativação ou inibição de tecido-específicos de células progenitoras, e que o ambiente sistémico de um animal jovem é aquele que promove o sucesso de regeneração, enquanto que a de um velho animal ou não promover ou ativamente inibe o sucesso de regeneração de tecidos. Por último, este trabalho também demonstrou que as células estaminais/progenitoras específicas dos tecidos retêm grande parte do seu potencial proliferativo intrínseco mesmo quando velhas, mas que as alterações relacionadas com a idade no ambiente sistémico e/ou nicho em que as células progenitoras residem, impedem a plena activação destas células para a regeneração dos tecidos produtivos.

No papel de 2010, as Apostas e colegas tentaram descobrir qual é o papel dos locais de micro nicho ambiental-relacionados e fatores sistêmicos no envelhecimento do tronco hematopoéticas e células progenitoras (HSPCs), usando o in vivo parabiotic sistema de rato e estudar HSC frequência e o número de longo prazo HSCs (LT-HSCs). Marcadores congênicos foram usados para distinguir HSCs de parceiros idosos versus parceiros jovens. O envelhecimento é acompanhado, ao nível da medula óssea, por uma considerável expansão dos HSPCs associada, paradoxalmente, a uma capacidade reduzida de reconstituição sanguínea e a um potencial de diferenciação distorcido após o transplante . Os parabiontes heterocrónicos idosos mostraram uma redução significativa dos LT-HSCs, que se aproximava dos níveis normais de “juventude”. Nomeadamente, este efeito teve origem em alterações na própria população idosa do HSC e não no tráfico de células “jovens” para a medula dos parceiros idosos. Além disso, a parabiose heterocrónica também induziu a recuperação da função LT-HSC em ratinhos idosos, como evidenciado pelo potencial de engraxamento e restauração de relações juvenis de células B linfóides com células mielóides. Tal como com os HSCs, tanto a frequência como o número total de células de nicho osteoblásicas isoladas de ratinhos idosos foram aumentados em comparação com os controlos jovens. Experiências in vitro de interacção entre as células jovens da medula óssea com células de nicho osteoblástico envelhecidas que também mostram expansão de HSCs, sugeriram que os efeitos rejuvenescedores da parabiose heterocrónica ocorrem indirectamente – revertendo alterações relacionadas com a idade em células de nicho osteoblástico. Na verdade, a frequência e o número de osteoblastos foram repostos para níveis jovens quando os animais idosos experimentaram em parabiose heterocónica um ambiente Sistémico jovem. Além disso, células de nicho isoladas da parabiose heterocrónica envelhecida mostraram uma capacidade significativamente reduzida para causar acumulação de HSPC, em contraste com células de nicho da parabiose isocrónica envelhecida. Curiosamente, células de nicho osteoblastos isoladas de jovens parabiontes heterocrónicos induziram uma ligeira expansão de HSPCs jovens, em comparação com as de parabiontes jovens-isocrónicos. Estes estudos in vitro sugeriram um efeito recíproco do ambiente circulatório envelhecido sobre a atividade de nicho em jovens parceiros heterocrónicos e indicam que os sinais sistémicos restauram nichos envelhecidos. Outras experiências foram feitas, com o objetivo de avaliar a capacidade dos jovens HSPCs para reconstituir hematopoiese. Os resultados, demonstraram que , semelhante à função de engraçamento deficiente dos HSCs naturalmente envelhecidos, os HSPCs jovens expostos in vitro a células nichadas isocrónicas envelhecidas exibiam uma capacidade reduzida de reconstituição hematopoiética. Isto indica que a interacção com células nicho osteoblásicas envelhecidas é suficiente para induzir defeitos na função HSC. No entanto, células heterocrónicas envelhecidas de nicho não alteraram a actividade de reconstituição de HSCs jovens. Em conjunto, estes dados demonstraram que as alterações funcionais induzidas pela idade nas células de nicho regulatórias de HSC podem ser revertidas por fatores circulantes jovens. De um modo geral, estes resultados sugerem ainda que os efeitos rejuvenescedores de uma circulação jovem sobre a HSC são comunicados indirectamente – através de sinais de células de nicho osteoblástico rejuvenescidas.

A fim de entender qual fator está envolvido na regulação da função de nicho celular, os autores procuraram investigar se o Fator de crescimento de insulina-like-1 (IGF-1) poderia desempenhar um papel. O IGF-1 demonstrou ser um regulador de envelhecimento e longevidade evolutivamente conservado . Experiências in vitro e in vivo demonstraram que o IGF-1 local, não Sistémico, parece induzir o envelhecimento de células nicho regulamentares de HSC, e que a neutralização do sinal IGF-1 no microambiente da medula óssea reverte as alterações relacionadas com a idade em células osteoblásticas de nicho que prejudicam a sua regulação adequada de HSCs.de um modo geral, estes resultados sugerem que, enquanto em condições juvenis, as células de nicho osteoblástico promovem a manutenção homeostática das células estaminais, são alteradas pelo envelhecimento, permitindo, em vez disso, o aumento da acumulação de HSC disfuncionais. Estas alterações específicas da idade em células de nicho parecem ser sinalizadas por fatores circulantes não caracterizados que atuam em parte alterando a sinalização IGF-1 na própria célula de nicho (Fig. 3). É provável que o IGF-1 não tenha um papel importante em todo o tecido envelhecido, uma vez que, embora o seu papel no nicho osteoblástico seja a promoção da idade, em contraste com a expressão local do músculo esquelético do IGF-1 Mantém a capacidade regenerativa em animais idosos.

Em outubro de 2010, três dos quatro autores, incluindo Amy J. As apostas retiraram este papel, em especial para o papel das células de nicho osteoblástico no rejuvenescimento das HSCs em ratinhos idosos . Descobriu-se que o primeiro autor manipulou as imagens de nódulos ósseos formados em células de nicho osteoblástico de ratinhos Jovens e idosos (Relógio de retração, http://retractionwatch.com/2012/08/29/ori-finds-harvard-stem-cell-lab-post-doc-mayack-manipulated-images/). Assim, mais confirmação sobre o seu problema deve ser obtida, considerando também que o modelo de parabiose foi explorado para o estudo do rejuvenescimento de outros órgãos antigos. Na verdade, dois trabalhos subsequentemente apareceram mostrando que expor um jovem rato a um ambiente sistêmico antigo pode inibir a miogênese e neurogênese .

em 2013, a equipe liderada por Amy J. Wagers, publicou outro trabalho pelo qual eles demonstraram usando o modelo de parabiose, que a hipertrofia cardíaca relacionada com a idade pode ser revertida pela exposição a um ambiente circulatório jovem com apenas 4 semanas de parabiose . A medição da pressão arterial e dos níveis circulantes de angiotensina II e aldosterona em vários grupos, demonstrou claramente que a reversão da hipertrofia cardíaca em camundongos mais velhos expostos a um jovem circulação não podia ser explicada por uma simples redução na pressão arterial ou na modulação de conhecidos processadores de efeitos de pressão arterial nos ratos mais velhos. Curiosamente, a parabiose heterocrónica não induziu alterações na relação peso-tíbia, tamanho cardiomiocitário ou pressão arterial em ratinhos jovens Unidos a parceiros idosos. Estes dados implicaram um factor antihipertrófico produzido por ratinhos jovens (em vez de diluição de um factor de pró-hipertrofia produzido por ratinhos velhos) na remodelação cardíaca induzida pela parabiose heterocrónica. Em “parabiose de sham”, em que ratos são cirurgicamente Unidos, deixando a pele intacta, de modo que eles não desenvolvem uma circulação compartilhada, nenhuma diferença significativa na relação peso-tíbia comprimento em ratos idosos foi encontrada, indicando ainda que a circulação cruzada e troca de fatores de sangue são necessários para reverter a hipertrofia cardíaca relacionada com a idade. A fim de identificar esses fatores, uma análise proteômica em larga escala usando tecnologia baseada em aptâmeros revelou 13 analitos que distinguem de forma confiável ratos jovens de ratinhos velhos. Um destes candidatos, o factor de diferenciação do crescimento 11 (GDF11), um membro da superfamília activin/TGF-β, foi confirmado em mais análises. O GDF11 foi reduzido no plasma do isocrónico antigo em comparação com ratos isocrónicos Jovens e foi restaurado para níveis jovens em ratinhos velhos após exposureto uma circulação jovem. Um tratamento diário de 30 dias de ratinhos velhos com GDF11 conduziu a uma redução significativa da relação peso-tíbia / comprimento do coração em comparação com o grupo de controlo com injecção salina. Estes dados sugerem que pelo menos um componente patológico da insuficiência cardíaca diastólica relacionada com a idade é de natureza hormonal. No entanto, é improvável que a regressão observada de hipertrofia cardíaca em ratinhos velhos expostos a uma circulação jovem possa ser atribuída inteiramente ao reabastecimento de um único factor, devendo ser reconhecidos outros factores.dois estudos subsequentes realizados por apostadores e colegas descobriram que o GDF11 impulsionou o crescimento de novos vasos sanguíneos e neurónios no cérebro e estimulou as células estaminais a regenerar o músculo esquelético nos locais das lesões . Num destes trabalhos, o modelo de parabiose heterocrónica do rato revelou um aumento do volume dos vasos sanguíneos cerebrais e do fluxo sanguíneo em resposta a factores sistémicos jovens, juntamente com uma maior auto-renovação e diferenciação na população de células estaminais da zona neuronal, trazendo uma melhoria na discriminação olfactiva (Fig. 2). Além disso, descobriram que o GDF11 pode aumentar o volume dos vasos sanguíneos, bem como a neurogénese em ratinhos velhos. Curiosamente, o sangue de ratinhos de 15 meses de idade não diminuiu as populações de células estaminais neurais no cérebro jovem, enquanto o sangue mais velho (21 meses) provocou um efeito prejudicial, sugerindo que mais velhos os animais aumentam a acumulação de fatores sistêmicos deletérios e/ou menores fatores protetores jovens. Por outro lado, no papel, de autoria do Rando’e Tony Wyss-Corey como cientistas, quimocinas CCL11/eotaxina foi identificada como sendo uma relacionada com a idade de sangue, fator associado com a diminuição da neurogênese e deficiências de aprendizagem e memória em ratos . O que deve ser determinado é se o CCL11 interage diretamente com as células progenitoras neurais durante o envelhecimento influenciando sua capacidade de diferenciação, ou tem ações indiretas por interações com outros tipos de células nicho neurogênico.

Em outro papel por Apostas e colegas , foi demonstrado que as células satélites classificados de idade-heterochronic os ratos tinham melhorado myogenic capacidade de diferenciação, bem como menor dano ao DNA quando comparado com as células satélites a partir de idosos isochronic controles. Quanto à reversão da hipertrofia cardíaca relacionada com a idade , o tratamento de ratinhos idosos com injecções intraperitoneais diárias de GDF11 recombinante durante 4 semanas aumentou o número de células satélites com ADN intacto, em comparação com células de ratinhos idosos que receberam apenas o veículo. Além disso, num modelo de lesão muscular, o tratamento GDF11 de ratos idosos 28 dias antes da lesão e continuado durante 7 dias depois restaurou perfis mais jovens do calibre myofiber na regeneração muscular. Ratos idosos tratados com GDF11 também mostraram aumento da resistência média ao exercício e da força de aperto.

neste último papel, eles também descobriram que, in vitro, a exposição de idade células satélites para GDF11, mas não miostatina (outro membro do TGF-β superfamily) ou TGF-β1, produzido dose sensíveis aumentos no satélite proliferação celular e diferenciação, sugerindo que GDF11, em contraste com a miostatina, pode agir diretamente sobre as células satélites para alterar a sua função.