Vasele de sânge nu îmbătrânesc doar prin modificări vizibile ale pereților lor. Aceste transformări ar putea explica de ce organismul își pierde o parte din capacitatea de a-și reînnoi rețeaua vasculară.
Vasele de sânge au un strat interior de celule vii, numite celule endoteliale, care reglează circulația sângelui și controlează schimburile dintre sânge și țesuturi.
Odată cu înaintarea în vârstă, unele celule implicate în formarea vaselor noi își reduc activitatea anumitor gene, ceea ce ar putea avea legătură cu scăderea capacității de reînnoire vasculară.
Îmbătrânirea vaselor nu se desfășoară la fel în tot organismul. Cercetătorii au identificat diferențe între celulele endoteliale din diverse țesuturi, dar și modificări asociate inflamației și senescenței celulare.
Un nou atlas al celulelor endoteliale umane îi poate ajuta pe oamenii de știință să înțeleagă mai bine îmbătrânirea vasculară, însă rezultatele nu reprezintă încă o metodă de prevenire sau de inversare a acestui proces.
La fiecare bătaie a inimii, sângele circulă printr-o rețea impresionantă de vase, transportând oxigen și nutrienți către toate țesuturile. Deși vasele de sânge pot părea simple conducte prin care circulă sângele, în interiorul lor se află un strat de celule care îndeplinește funcții esențiale.
Acestea se numesc celule endoteliale și căptușesc suprafața interioară a vaselor de sânge. Rolul lor nu se limitează la menținerea unei bariere între sânge și țesuturile din jur. Ele contribuie la reglarea fluxului sanguin, controlează ce substanțe pot trece către țesuturi și participă la răspunsul organismului atunci când apare o leziune.
În plus, aceste celule ajută organele să își îndeplinească funcțiile specifice. În creier, de exemplu, contribuie la formarea unei bariere protectoare, în timp ce în rinichi susțin procesele de filtrare.
Pe măsură ce înaintăm în vârstă, activitatea celulelor endoteliale se poate modifica. Atunci când acestea nu mai funcționează corespunzător, sănătatea vaselor de sânge poate avea de suferit, iar susceptibilitatea la bolile cardiovasculare poate crește.
Cu toate acestea, mecanismele prin care aceste celule îmbătrânesc și motivele pentru care funcționarea lor se deteriorează în timp nu sunt încă pe deplin înțelese.
Pentru a afla mai multe despre aceste transformări, cercetătoarea Laura de Rooij și echipa sa de la CeMM au analizat activitatea genelor din celulele endoteliale individuale, în cadrul unui studiu condus de Sarah Dobner, doctorandă în grupul de cercetare al lui de Rooij.
Cercetătorii au reunit date din 34 de studii publicate anterior, care au inclus peste 375.000 de celule provenite din 290 de probe umane și 12 tipuri de țesuturi.
Analiza la nivel de celulă unică le-a permis să observe ce gene sunt active în fiecare celulă și cum se modifică această activitate în funcție de vârstă. În loc să privească vasele de sânge ca pe un întreg, echipa a putut să urmărească mai atent diferențele dintre populațiile de celule endoteliale din organism.
Un aspect important este că cercetătorii s-au concentrat pe țesuturi considerate sănătoase sau fără afecțiuni. Astfel, au urmărit să identifice modificările moleculare asociate îmbătrânirii, nu doar schimbările care pot apărea în contextul unor boli deja diagnosticate.
Rezultatul este „Atlasul celulelor endoteliale umane în procesul de îmbătrânire”, o resursă care le permite oamenilor de știință să exploreze mai detaliat modul în care se schimbă aceste celule în diferite părți ale corpului.
Una dintre observațiile importante ale studiului a vizat celulele endoteliale care căptușesc venele.
Aceste celule pot forma prelungiri care se dezvoltă ulterior în vase de sânge noi. Procesul este important pentru dezvoltarea și reînnoirea rețelei vasculare, însă activitatea anumitor gene implicate în formarea vaselor a fost mai redusă în celulele provenite de la persoanele în vârstă.
Această modificare ar putea contribui la explicarea motivului pentru care vasele de sânge își pierd o parte din capacitatea de reînnoire odată cu înaintarea în vârstă.
Există însă o precizare importantă: cercetătorii nu au măsurat direct capacitatea de reparare a vaselor de sânge. Prin urmare, rezultatele indică o posibilă legătură între modificările activității genelor și îmbătrânirea vasculară, nu demonstrează că vasele se repară efectiv mai greu în toate situațiile.
Echipa a observat și o activitate crescută a unor gene asociate inflamației și senescenței celulare în mai multe țesuturi.
Senescența celulară este o stare în care celulele încetează să se mai dividă. Acestea nu dispar neapărat din țesut, iar prezența lor poate influența celulele din jur și mediul în care se află.
Aceste schimbări oferă indicii despre ceea ce se întâmplă în interiorul vaselor odată cu trecerea anilor, dar mecanismele implicate sunt complexe și necesită cercetări suplimentare.
„Una dintre cele mai frapante descoperiri a fost faptul că îmbătrânirea endotelială nu se manifestă la fel în întregul sistem vascular. Prin reunirea datelor din diferite țesuturi, am putut identifica tipare care ar fi putut fi trecute cu vederea dacă am fi studiat organele individuale sau tipurile de celule endoteliale în mod izolat”, explică Sarah Dobner, prima autoare a studiului.
Vasele de sânge sunt expuse permanent forțelor mecanice produse de circulația sângelui. Celulele endoteliale percep aceste forțe și transmit semnalele către interiorul lor, declanșând răspunsuri biologice care contribuie la funcționarea normală a vaselor.
Studiul a identificat modificări asociate vârstei în activitatea genelor implicate în acest mecanism, sugerând că și felul în care celulele percep și gestionează mediul fizic se schimbă în timp.
Cercetătorii au analizat și țesuturi ale pielii umane, unde au observat o diferență în localizarea unei proteine numite YAP.
Această proteină participă la răspunsul celulelor la forțele mecanice. În celulele endoteliale provenite de la donatori mai în vârstă, YAP a fost identificată mai frecvent în nucleu, compartimentul în care se află ADN-ul și unde sunt controlate numeroase procese celulare.
Observația ridică o întrebare la care cercetătorii nu au încă un răspuns definitiv: această modificare reprezintă o modalitate prin care celulele încearcă să se adapteze la îmbătrânire sau contribuie la deteriorarea funcției vasculare?
Studiul nu stabilește care dintre aceste explicații este corectă. Sunt necesare experimente suplimentare pentru a înțelege rolul exact al proteinei YAP în acest proces.
O altă direcție analizată de echipă a fost legată de p21, o proteină care poate încetini sau opri diviziunea celulară.
Cercetătorii au identificat un grup de gene asociate cu această proteină și au comparat rezultatele cu date provenite din celule endoteliale cultivate în laborator și din modele murine de îmbătrânire accelerată. Aceste comparații au susținut existența unei legături între modificările observate și senescența celulară.
Totuși, identificarea acestor gene nu este suficientă pentru a stabili cu certitudine că o celulă a intrat într-o stare permanentă de senescență.
Unele dintre genele respective participă și la răspunsurile la stres sau la formarea vaselor de sânge. Prin urmare, activitatea lor se poate modifica și în alte situații asociate îmbătrânirii.
Diferența este importantă pentru cercetările viitoare. Înainte de a identifica mecanisme care ar putea fi vizate pentru menținerea sănătății vasculare, oamenii de știință trebuie să înțeleagă mai bine care schimbări contribuie efectiv la deteriorarea funcției celulare și care reprezintă răspunsuri de adaptare ale organismului.
Atlasul celulelor endoteliale umane în procesul de îmbătrânire oferă o imagine mai detaliată asupra modificărilor care apar în interiorul vaselor de sânge și asupra diferențelor dintre țesuturi.
Resursa este însoțită de un portal interactiv care le permite cercetătorilor să exploreze schimbările moleculare identificate și să găsească noi direcții de investigare.
Există însă și limite care trebuie luate în considerare. Studiul a comparat celule provenite de la persoane de vârste diferite, fără să urmărească aceleași persoane pe parcursul îmbătrânirii. În plus, informațiile incomplete despre stilul de viață și istoricul medical al donatorilor limitează posibilitatea de a stabili ce factori au contribuit la modificările observate.
Prin urmare, rezultatele nu demonstrează că o anumită schimbare moleculară provoacă direct îmbătrânirea vaselor și nici nu indică, în acest moment, o metodă prin care procesul poate fi oprit sau inversat.
Ceea ce arată cercetarea este că îmbătrânirea vasculară nu urmează un singur tipar. Unele modificări ar putea fi asociate cu pierderea funcționalității, în timp ce altele ar putea reflecta încercările celulelor de a face față unui mediu care se schimbă odată cu vârsta.
„Ceea ce mă entuziasmează la acest atlas este faptul că ne oferă o modalitate de a explora îmbătrânirea vasculară în întregul corp uman, în loc să tratăm toate vasele de sânge ca și cum ar îmbătrâni în același mod. Acum dispunem de o resursă care ne ajută să investigăm ce modificări însoțesc îmbătrânirea endotelială, care ar putea contribui la declinul funcției vasculare și care ar putea reflecta modul în care celulele endoteliale se adaptează la mediul lor în schimbare”, concluzionează Laura de Rooij.
Înțelegerea acestor diferențe ar putea ajuta, pe viitor, la identificarea unor noi modalități de menținere a sănătății vaselor de sânge pe măsură ce înaintăm în vârstă.
Studiul: Sarah Dobner et al., Uncovering the transcriptional hallmarks of endothelial cell aging via integrated single-cell analysis, publicat în revista Nature Aging (2026). DOI: 10.1038/s43587-026-01247-3
