Сотрудники Института Солка (Ла-Хойя, Калифорния, США) совместно испанскими коллегами обнаружили, что дозированное «включение» факторов, преобразующих зрелые клетки в стволовые, способно обратить вспять признаки старения и продлить жизнь. Правда, как выяснили журналисты «Фразы», пока эксперименты проводились на мышах с дефектом прогерии (преждевременного старения) и на пожилых особях.
Как сообщает Nplus1.ru, результаты работы опубликованы в научном журнале Cell.
Популярная механика, отмечает, что ключом к борьбе со старением оказались, так называемые, факторы Яманаки. Речь идет о белках OSKM (Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc), которые способны возвращать взрослые дифференцированные клетки в «младенческое» состояние плюрипотентной стволовой клетки (PSCs). Nplus1 пишет, что совместная экспрессия этих четырех, тесно связанных с основными этапами жизненного цикла клетки, факторов Яманаки, таким образом, приводит к появлению PSC, которые, в свою очередь, подобны эмбриональным и могут превращаться практически в любые клетки организма.
За получение плюрипотентной стволовой клетки Синъя Яманака в 2012 году удостоился Нобелевской премии.
Упомянутый механизм был обнаружен в клеточных культурах. Попытки же запустить механизм в живых организмах, могут привести к печальным последствиям: перевод большого числа зрелых функциональных клеток в плюрипотентные приведет к отказу органов, а бурное разрастание стволовых клеток вызовет развитие злокачественных опухолей.
Но, кажется, выход из тупика найден. Американские и испанские ученые провели индукцию экспрессии факторов Яманаки не непрерывно, а короткими циклами. Они использовали содержащую их полицистронную (многокодирующую) кассету с набором генов, который экспрессируется под управлением одного промотора*. Кассета «включается» под действием доксициклина**. В клетки ее вводили при помощи обезвреженного лентивируса***.
Сперва ученые применили эту методику к культуре фибробластов**** мышей с прогерией. Введение кассеты OSKM с последующей обработкой доксициклином в течение от двух до четырех дней вызывало процессы омоложения клеток: подавляло стрессорные гены, восстанавливало уровни эпигенетических модификаций, уменьшало число дефектов ДНК и не только. Аналогичных результатов удалось добиться на культурах искусственно состаренных длительным ростом на питательной среде здоровых фибробластов мыши и человека.
После этого метод опробовали на живых мышах с прогерией, которым ввели одну копию кассеты. Постоянное введение OSKM приводило к резкой потере массы тела и смерти. Однако, дополнительное назначение доксициклина не производило подобных эффектов. При этом у животных после шести недель такой терапии наблюдалось: значительное уменьшение признаков старения кожи, внутренних органов и иммунной системы, а их средняя продолжительность жизни увеличилась примерно на 30 процентов.
Применение цикличной индукции OSKM в мышцах и поджелудочной железе нормальных пожилых мышей вызвало частичное восстановление возрастной утраты массы и функций и способности к регенерации этих органов.
«Наша работа показала, что старение не обязательно должно проходить в одном направлении. Оно обладает пластичностью, и при осторожной модуляции его можно обратить», — подытожил старший автор публикации Хуан Карлос Исписуа Бельмонте.
Nplus1.ru отмечает, что в вопросе продления жизни и борьбы со старением значительные успехи (пока в экспериментах на животных) также достигнутыв таких направлениях: путем ограничения потребляемых калорий, ингибирования клеточного сигнального пути mTOR рапамицином, назначения никотинамидрибозида, фармакологической «очистки» организма от старых клеток и пересадки половых желез молодых особей. Перспективы имеют также эксперименты со стволовыми клетками и манипуляции с теломерами.
Майкл Грабб из Нью-Йоркского университета и его коллеги из разных научных центров провели другой эксперимент, связанный с вопросом старения организма. Они предложили нескольким добровольцам в возрасте от 18 до 88 лет сыграть в игру, предполагавшую некоторый риск.
Как и ожидалось, игроки постарше предпочитали не иметь дела с лотереей, и выбирали стратегию, где наверняка можно было получить хоть что-то. Как выяснилось, тяга к риску тесно связана с количеством серого вещества задней теменной коре. В её правой области есть участок, который в прямом смысле слова вовлечён в рискованные решения, и, если серого вещества в нём становится немного, то и на риск человек идёт со всё меньшей охотой, пишет Наука и жизнь. С возрастом количество серого вещества в правой задней теменной коре как раз становится меньше.
*Промотор — в генетике это последовательность нуклеотидов ДНК, узнаваемая РНК-полимеразой как стартовая площадка для начала специфической, или осмысленной, транскрипции.
**Доксициклин — производное тетрациклина, получаемое синтетическим путем из окситетрациклина. Это светло-желтый кристаллический порошок.
*** Лентивирусы — род вирусов из семейства ретровирусов с длительным инкубационным периодом. Лентивирусы способны доставлять значительное количество генетического материала в клетку хозяина и обладают уникальной среди ретровирусов способностью реплицироваться в неделящихся клетках, что делает лентивирусы удобным вектором для доставки генетического материала в молекулярной биологии.
**** Фибробласты — клетки соединительной ткани организма.