Het is wetenschappers gelukt om met laagfrequent ultrageluid de celdeling van verouderde cellen opnieuw op te starten. Daarmee verbeterden ook de fysieke prestaties van bejaarde muizen.
Ultrageluid, ultrasoon geluid, dat onhoorbaar is voor mensen, blijkt verjongende effecten te hebben. Door de geluidsgolven begonnen niet alleen verouderde cellen van mensen weer met celdeling, ze bliezen ook oude muizen nieuw leven in. De dieren presteerden fysiek beter, zo lieten ze onder andere zien op een loopband. Ook was er een oude muis met een bochel, die weer normaal kon lopen.
‘Is het te mooi om waar te zijn? Die vraag stel ik vaak aan mezelf’, zegt Michael Sheetz, biochemisch wetenschapper aan de medische tak van de Universiteit van Texas in de Verenigde Staten. Met zijn team plant hij een kleinschalige proef op mensen, om uit te zoeken of de techniek met geluidsgolven veilig is en kan helpen bij het behandelen van ouderdomsziektes.
Kunnen fagen helpen in de strijd tegen antibioticaresistentie?
Faagtherapie kan de toegenomen antibioticaresistentie het hoofd bieden. Deze kleine virussen kunnen specifieke bacteriën doden.
Domino-effect
Als cellen zich een bepaald aantal keer hebben vermeerderd, stoppen ze met delen. Dit wordt ook wel de Hayflick-limiet genoemd. De cellen worden senescent, oftewel: verouderd. Door andere factoren, zoals giftige chemicaliën, kunnen cellen ook senescent worden.
Dit kan op den duur leiden tot een domino-effect: sommige senescente cellen scheiden namelijk chemicaliën af waardoor andere cellen ook weer senescent worden. Dit wordt beschouwd als een van de grootste oorzaken van veroudering en ouderdomsziektes: naarmate we ouder worden bevinden zich steeds meer senescente cellen op verschillende plekken in ons lichaam.
Daarom zijn veel wetenschappers op zoek naar een manier om senescente cellen te vernietigen. Maar misschien hoeven we ze niet af te maken: laagfrequent ultrageluid zou ons kunnen helpen bij het verjongen van deze cellen.
Lager dan een echo
Het team van Sheetz kwam erachter dat ultrasoon geluid op lage frequenties senescente cellen van apen en mensen aanspoort om zich te delen. Ook scheiden ze dan geen chemicaliën meer uit die senescentie bevorderen. De onderzoekers gebruikten hiervoor geluidsgolven met een frequentie van 100 kilohertz, wat ongeveer vijf keer zo hoog is als wat het menselijk oor kan horen, maar veel lager dan de 2000 kilohertz van het ultrageluid van baby-echo’s.
Normaliter vertonen menselijke cellen tekenen van senescentie na ongeveer 15 celdelingen. Na een behandeling met ultrageluid bereikten deze cellen 24 celdelingen zonder abnormale verschijnselen. Het team is nog aan het uitzoeken wat de nieuwe limiet is.
Het overtreffen van de Hayflick-limiet kan van pas komen bij het kweken van cellen voor behandelingen bij mensen. Sheetz wil de ultrasoonapparaten ook verkopen aan andere laboratoria, zodat ze er ook mee kunnen experimenteren.
Drastische vooruitgang
De onderzoekers hebben naast menselijke cellen ook al hele dieren behandeld. Ze plaatsten muizen van 22 tot 25 maanden oud in warm water zodat ze ten minste voor de helft ondergedompeld waren. Ultrageluid verliest minder kracht als het zich door water voortplant, vergeleken met lucht. Muizen die op deze manier behandeld werden met ultrageluid, deden het op fysieke tests beter dan muizen die in het warme water hadden gezeten zonder ultragluid.
In sommige gevallen waren de verbeteringen drastisch, zegt Sheetz. Eén oude muis had last van een bochel, en kon niet goed bewegen. Deze scoorde het slechtst op de eerste testjes. ‘We behandelden deze muis met ultrageluid, en plotseling bewoog hij weer normaal. Ik denk niet dat we overdrijven met het woord verjonging.’
Raadselachtige effecten
Het team gebruikte ook een lichtgevende kleurstof die zich bindt aan senescente cellen. Hiermee konden ze zien dat het aandeel van deze cellen in de nieren en de alvleesklier was afgenomen na de behandeling. Waarom ultrasoon geluid deze effecten teweegbrengt, is onduidelijk. ‘Bepaalde aspecten zijn nog steeds raadselachtig’, zegt Sheetz.
Toch heeft hij een hypothese. Zijn idee is dat de fysieke verstoring van de cellen door ultrageluid een soortgelijk effect veroorzaakt als bij sporten of inspanning. Het zou de systemen die afval verwijderen activeren, die in senescente cellen zijn uitgeschakeld.
Zijn de resultaten overtuigend? ‘Over het algemeen, ja’, zegt Jürgen Götz, verouderingsbioloog aan de Universiteit van Queensland in Australië. ‘Maar ik denk dat we meer moeten onderzoeken om erachter te komen wat de parameters van het ultrageluid zijn.’ Het zal ook lastig toe te passen zijn op mensen, zegt hij, omdat botten en longen ultrasoon geluid blokkeren.
Ultrasone voetenbadjes
Götz heeft met zijn team aangetoond dat muizen een beter geheugen krijgen na een behandeling met hoogfrequent ultrasoon geluid. Hij probeert ook te achterhalen of deze behandeling gebruikt kan worden bij mensen met alzheimer.
Ultrageluid wordt al decennia gebruikt voor het behandelen van een breed scala aan aandoeningen, maar meestal worden daar kleinere apparaten en hoge frequenties voor gebruikt. De resultaten lopen uiteen. Doordat er verschillende soorten apparatuur en verschillende methodes gebruikt worden, is het lastig te zeggen hoe effectief het is. Zo is het ook moeilijk om onderzoeken met elkaar te vergelijken, zegt Götz.
Sheetz en zijn team bereiden een proef voor waarbij mensen met artrose worden ondergedompeld in water voor een behandeling, en waarbij mensen met diabetische voetzweren worden behandeld met ultrasone voetenbadjes.
Kuren waarbij je celdeling stimuleert zouden ook tot een verhoogd risico op kanker kunnenleiden, maar volgens Sheetz zijn daar bij zijn onderzoek nog geen aanwijzingen voor geweest.
