Исследователи из Солка лечили мышей антивозрастным режимом, начиная со среднего возраста, и впоследствии не обнаружили роста заболеваемости раком или других проблем со здоровьем.
Возраст может быть просто числом, но это число часто несет в себе нежелательные побочные эффекты, от ломкости костей и ослабления мышц до повышенного риска сердечно-сосудистых заболеваний и рака. Теперь ученые из Института Солка в сотрудничестве с Genentech, входящей в группу Roche, показали, что они могут безопасно и эффективно обратить вспять процесс старения у мышей среднего и пожилого возраста, частично вернув их клетки в более молодое состояние.
«Мы рады, что можем использовать этот подход на протяжении всей жизни, чтобы замедлить старение у нормальных животных. Этот метод безопасен и эффективен на мышах», — говорит соавтор Хуан Карлос Изписуа Бельмонте, профессор Лаборатории экспрессии генов Солка и заведующий кафедрой Роджера Гийемена. «Помимо борьбы с возрастными заболеваниями, этот подход может предоставить биомедицинскому сообществу новый инструмент для восстановления здоровья тканей и организма за счет улучшения функции клеток и устойчивости к различным болезненным ситуациям, таким как нейродегенеративные заболевания».
По мере старения организмов меняются не только их внешний вид и здоровье; каждая клетка их тел несет молекулярные часы, которые отслеживают ход времени. Клетки, выделенные от пожилых людей или животных, имеют разные образцы химических веществ вдоль своей ДНК, называемые эпигенетическими маркерами, по сравнению с более молодыми людьми или животными. Ученым известно, что добавление к клеткам смеси четырех репрограммирующих молекул — Oct4, Sox2, Klf4 и cMyc, также известных как «факторы Яманаки», — может сбросить эти эпигенетические метки до их исходных паттернов. Этот подход заключается в том, как исследователи могут преобразовать взрослые клетки, с точки зрения развития, в стволовые клетки.
Факторы Яманаки для борьбы с признаками старения
В 2016 году лаборатория Изписуа Бельмонте впервые сообщила, что они могут использовать факторы Яманаки для борьбы с признаками старения и увеличения продолжительности жизни у мышей с болезнью преждевременного старения.
Совсем недавно команда обнаружила, что даже у молодых мышей факторы Яманаки могут ускорять регенерацию мышц. После этих первоначальных наблюдений другие ученые использовали тот же подход для улучшения функции других тканей, таких как сердце, мозг и зрительный нерв, которые участвуют в зрении.
В новом исследовании Изписуа Бельмонте и его коллеги проверили варианты подхода к клеточному омоложению на здоровых животных по мере их старения. Одна группа мышей получала регулярные дозы факторов Яманаки с 15-месячного возраста до 22-месячного возраста, что примерно соответствует возрасту от 50 до 70 лет у людей. Другая группа лечилась от 12 до 22 месяцев, примерно от 35 до 70 лет у людей. А третья группа лечилась всего один месяц в возрасте 25 месяцев, что соответствует возрасту 80 лет у людей.
«Мы действительно хотели установить, что использование этого подхода в течение более длительного периода времени безопасно», — говорит Прадип Редди, штатный научный сотрудник Солка и соавтор новой статьи. «Действительно, мы не видели никаких негативных последствий для здоровья, поведения или массы тела этих животных».
Клеточная омолаживающая терапия безопасно обращает вспять признаки старения у мышей. Предоставлено: Институт Солка.
По сравнению с контрольными животными у мышей, получавших факторы Яманаки, не было изменений клеток крови или неврологических изменений. Более того, команда не обнаружила рака ни в одной из групп животных.
Воздействие на мышей
Когда исследователи изучили нормальные признаки старения у животных, прошедших лечение, они обнаружили, что мыши во многих отношениях напоминали более молодых животных. Как в почках, так и в коже эпигенетика обработанных животных больше напоминала эпигенетические паттерны, наблюдаемые у более молодых животных.
- При повреждении клетки кожи обработанных животных обладали большей способностью к пролиферации и с меньшей вероятностью образовывали необратимые рубцы — у пожилых животных обычно наблюдается меньшая пролиферация клеток кожи и больше рубцов. При этом метаболические молекулы в крови леченных животных не обнаруживали нормальных возрастных изменений.
- Эта молодость наблюдалась у животных, получавших лечение факторами Яманака в течение семи или 10 месяцев, но не у животных, получавших лечение всего один месяц. Более того, когда пролеченные животные были проанализированы в середине лечения, эффекты были еще не столь очевидны. Это говорит о том, что лечение не просто приостанавливает старение, но активно обращает его вспять, хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы различать эти два явления.
- В настоящее время команда планирует дальнейшие исследования, чтобы проанализировать, как конкретные молекулы и гены изменяются при длительном лечении факторами Яманаки. Они также разрабатывают новые способы доставки факторов.
- «В конце концов, мы хотим вернуть устойчивость и функционирование старых клеток, чтобы они были более устойчивы к стрессу, травмам и болезням», — говорит Редди. «Это исследование показывает, что, по крайней мере, на мышах, есть путь к достижению этого».