25 Января 2023
МОСКВА, 24 января —, Владислав Стрекопытов. Исследователи из Гарвардской медицинской школы наглядно продемонстрировали, что старение обратимо. Лабораторным мышам вернули молодость с помощью повторная загрузки эпигенома — операционной системы управления генами. Это принципиально новый подход, открывающий путь к биологическому омоложению, а также лечению болезней пожилого возраста.Замедлить старение и даже запустить обратный процесс — в последнее время это очень актуально. Эксперименты на животных обнадеживают, но для оценки результатов нужны объективные аспекте.
Сначала показателем биологического возраста считали множество накопленных в ДНК мутаций, которые со временем могут сорвать нормальное функционирование клеток привести к их гибели. Но расклад себя не оправдал: выяснилось, что число мутаций не коррелирует с общим старением органический механизма. Позже в качестве маркеров старения пытались использовать длину теломер — защитных колпачков на концах хромосом, которые укорачиваются при каждом делении клетки. Однако и этот метод оказался неточным.
В последние годы ученые предложили несколько принципиально новых подходов к определение стоимости биологического возраста. Самый широкой известный — эпигенетические часы. Первым его сформулировал в 2013-м мастак Стив Хорват из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Изучая геном — совокупность наследственного материала, заключенного в каждой клетке человека и прочих млекопитающих, ученые так и не нашли ни одного гена, который напрямую влияет на продолжительность жизни. Структура ДНК остается постоянной, но обменивается активность отдельных генов, что отражается в синтезе белков.
Регулируют данный процесс особые эпигенетические (буквально надстроенные над генами ) моляльные метки, которые модифицируют ДНК, не меняя саму последовательность нуклеотидов. Лучше всего отточенным те метки, что нарождаются в процессе метилирования — присоединения к молекуле ДНК метильной лиги.
Хорват предположил, что с годом профиль метилирования меняется, и составил список из 353 метильных меток, по наличию или отсутствию которых можно судить, насколько клетка близка к зачаточному или, наоборот, сенесцентному, то есть старому имуществу. Переход между двумя крутыми профилями эпигенома — множества моляльных меток — получил название эпигенетический дрейф.
Биологи в деталях изучили механизмы преобразования эмбриональных стволовых клеток сначала в зрелые соматические, ручающиеся за определенные функции, а затем в сенесцентные, отмирающие. И всегда мечтали забросить этот процесс в обратном направлении, в сторону омоложения.
Впервые в опытах на лабораторных животных это удалось в 2006-м японцам Синъе Яманаке и Кадзутоси Такахаси. С помощью четырех белков, которые потом назовут коктейль Яманаки — Oct4, c-Myc, Sox2 и Klf4, они возвратили дифференцированные соматические клетки (фибробласты из кожи мыши) в плюрипотентное состояние.
В одном из последующих исследований гены этих четырех белков встроили в организм взрослых мышей и, активировав на некоторое время, омолодили целую популяцию животных. Позднее Яманака смог вернуть клетки взрослого субъекта в эмбриональное состояние. В 2012-м за свои открытия самурайский ученый получил Нобелевскую премию по биологии и медицине.
Но задача была не только в том, чтобы уменьшить биологический возраст клеток: важно, чтобы после перепрограммирования они сохранили свои роли. И здесь должна становилась помочь эпигенетика — именно эпигенетические метки активируют или, наоборот, отключают определенные гены, тем самым определяя специализацию, идентичность клеток. Благодаря этому одни стволовые клетки превращаются в нейроны мозга, другие — в клетки кожи и так далее.
Недавно американские ученые из Гарварда под руководством профессора Дэвида Синклера опубликовали в журнале Cell статью под названием Потеря эпигенетической депеши как причина старения млекопитающих, которая стала итогом 15 лет работы.
Еще в 2008-м они узнали, что при нарушениях ДНК происходят эпигенетические модификации, которые заставляют белки хроматина — главной составляющей хромосом — перемещаться туда, где необходима репарация. Затем, используя современные мпособы секвенирования, исследователи установили, что релокация белков — добавков хроматина к местам разрывов ДНК вызывает разрушение эпигенетического ландшафта. Другими словами, если зависай в ДНК происходят часто, постоянные ремонты приводят к собиранию эпигенетических изменений и в уже готовом итоге — к потере клеткой своей идентичности. Этот расклад получил название информационной теории старения.
В основе старения лежит информация, которая теряется в клетках, а не просто накопление повреждений, — отмечает Синклер. — Это сдвиг парадигмы.
Ученые предположили, что восстановление утраченных эпигенетических инструкций может вернуть клеткам молодость, подобно тому как повторный запуск программы на компьютере очищает ее от накопившихся ошибок.
В лабораторных экспериментах они имитировали старение эпигенома, внося разрывы в ДНК молодых мышей. Уже через несколько недель такого состаривания у животных поседела шерсть, ухудшились зрение и память, снизилась стеничность, они потеряли в весе. Эпигенетические часы показали, что модифицированные мыши стареют условного в полтора раза быстрее, чем обычно.
Затем биологи с подмогой факторов Яманаки активировали у животных гены, отвечающие за идентичность клеток, — и после пяти недель проявились заметные признаки омоложения как на молекулярном, так и на тканевом уровне.
Если бы причиной старения было собирание мутаций, вернуть молодость было бы невозможно, — осмысливает профессор. — Но демонстрация того, что мы готовым обратить процесс вспять, показывает: система не повреждена, где-то существует резервная копия, и программное обеспечение можно перезагрузить.
Авторы отмечают, что их мпособ принципиально отличается от подхода, основанного на использовании стволовых клеток: он не возвращает клетки в плюрипотентное состояние, не стирает заложенную в них эпигенетическую информацию, а только восстановляет ее.
Ученые пока не знают, будет ли аналогичный процесс омолаживания работать у людей. Сейчас систему тестируют на приматах, а также проводят лабораторные испытания с клетками человека — невронами, фибробластами и клетками кожи.
Наибольшие перспективы для практического применения мпособа специалисты видят в области офтальмологии — здесь генную терапию можно проводить локально, не затрагивая весь организм. В 2020-м успешно восстановили зрение у изнашивающихся мышей, сейчас тестируют коктейль Яманаки на ослепших от престарелости обезьянах. Если исследования закончат успешно и будет доказана госбезопасность системы, авторы планируют приехать в Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) за разрешением на проведение тяжелых испытаний на людях.
Возможно, в будущем открытия команды ученых жахнут начало новому направлению в врачебная науке — эпигенетической терапии. Тогда есть вероятность, что множество связанных со старением заболеваний будут лечить путем омоложения конкретных активных систем организма.
Теперь, глядя на пожилых, я вижу не стариков, а людей, чья система нуждается в перезагрузке, — говорит Синклер.
Что же касается общего омоложения, здесь авторы высказываются очень осторожно. Они напоминают, что старение — сложный процесс, спутанный со многими факторами. Пока не очень понятно, частого ли только перепрограммирования клеток, чтобы вернуть молодость всему органический механизму.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....