Optimalizácia bunkového modelu predčasnej senescencie indukovanej oxidačným stresom ako nástroja na hodnotenie prírodných zlúčenín

Starnutie na úrovni buniek sa nazýva bunková senescencia (alebo bunkové starnutie) a používa sa ako jednoduchý experimentálny model starnutia ľudských tkanív. Predstavuje komplexný proces permanentnej zástavy bunkového cyklu, pričom bunka zostáva metabolicky aktívna. Za fyziologických podmienok signálom indukujúcim senescenciu - nazývanú aj ako replikačná senescencia - je opotrebovanie telomér resp. ich skrátenie na kritickú dĺžku. Senescencia však môže byť indukovaná aj predčasne ako následok rôznych stimulov vrátane onkogénov alebo oxidačného stresu - známa ako stresom indukovaná predčasná senescencia (SIPS). V in vitro podmienkach môže SIPS slúžiť ako užitočný nástroj na hodnotenie prírodných látok so sľubnými modulačnými účinkami na starnutie.

Autori Loseva a kol. [1] použili na vytvorenie modelu SIPS primárne ľudské fibroblasty línie VH10, ktoré vystavili chronickému gama žiareniu v nízkych dávkach. Indukovaný oxidačný stres hral v tomto modeli rozhodujúcu úlohu, preto sme tento typ buniek použili na zavedenie modelu SIPS, v ktorom sme oxidačné poškodenie indukovali peroxidom vodíka.

V našej práci sa VH10 fibroblasty vystavili rôznym koncentráciám H₂O₂ (10, 25, 50 a 100 μmol/l) po dobu 30 alebo 60 minút. Znížená životaschopnosť ovplyvnených VH10 buniek bola zistená už pri nízkych koncentráciách H₂O₂ (25 μmol/l) v obidvoch časových bodoch. Avšak bunky so zväčšenou a sploštenou morfológiou - typickou pre senescenciu - boli pozorované najmä po expozícii 100 μmol/l H₂O₂ po dobu 60 minút. Rovnako, ovplyvnené bunky ukázali pozitívne značenie na štandardný marker senescencie, β-galaktozidázu spriahnutú so senescenciou (SA-β-gal) a to najmä 72 hodín po ovplyvnení (59 a 73% pozitivita po 30 a 60 min expozícii 100 μmol/l H₂O₂). 

Uvedené predbežné výsledky naznačujú, že H₂O₂ je účinný oxidant na vytvorenie modelu predčasnej senescencie s použitím VH10 fibroblastov. Tento bunkový model SIPS by sa tiež mohol použiť na hodnotenie modulačných účinkov na bunkovú senescenciu takých perspektívnych prírodných molekúl ako sú napríklad karotenoidy.