Для защиты организма престарелые клетки приносят последнюю жертву: они включают молекулярный механизм, который приводит к их собственной смерти. Этот процесс называется «апоптоз», что в переводе с древнегреческого означает «мягкое падение листьев».
Но иногда стареющие клетки жульничают. Вместо того чтобы совершать самоубийство, эти клетки прячутся в наших сердцах, печени, почках и мозге, где молча содействуют болезни. Ученые давно подозревали, что эти «стареющие» клетки вызывают старение, но избавиться от них, не нанеся вреда нормальным здоровым клеткам, было сложно.
И вот, совместными усилиями Университета Эразма в Нидерландах и Института исследований проблем старения Бака в Калифорнии, ученые, возможно, нашли решение. В статье, которую разместили в журнале Cell, они описали химическую торпеду, которая после инъекции мышам находит стареющие клетки и избавляет их от страданий, оставляя только здоровые клетки.
«Впервые показано, что можно избавиться от стареющих клеток без каких-либо побочных эффектов», говорит Фрэнсис Родейр из Монреальского университета в Канаде, который не принимал участия в исследовании.
При лечении этим препаратом престарелые мыши меняли свой редких мех на роскошное пальто и демонстрировали улучшение функций печени и почек. Они также казались более энергичными, предпочитая тратить свое время на бег в колесе, а не на сон в углу.
Вместо синтетического химиката препарат представляет собой небольшой пептид, состоящий из аминокислот, строительных блоков белка. Подобные пептидные препараты уже стали революционными в терапии инсульта, и в ближайшее время команда планирует начать безопасные испытания препарата на людях.
Исследование предлагает первый проблеск надежды на то, что устранение стареющих клеток может омолаживать людей. Это определенно важный и нужный момент.
Темная сторона
Когда мы стареем, наши клетки накапливают повреждения своей ДНК. Хотя клетки имеют молекулярные «механизмы», которые могут править небольшие проблемы, в конечном итоге повреждения становятся слишком серьезным и клетка оказывается перед выбором: самоуничтожиться, превратиться в злокачественную или впасть в спячку, стать стареющей клеткой.Первоначально стареющие клетки считались полезными, поскольку препятствовали образованию опасных опухолей. Но примерно десять лет назад картина изменилась.
«Выяснилось, что эти стареющие клетки выделяют целую цистерну мусора и они не просто там находятся, а оказывают негативный эффект», объясняет ведущий автор исследования доктор Питер де Кейзер.
Однако оставалось непонятным, ускоряет ли эта темная сторона стареющих клеток старение.
В прошлом году ученые из клиники Майо в Миннесоте генетически модифицировали мышей, чтобы их тела автоматически устраняли 50-70 процентов стареющих клеток. После шести месяцев лечения почки мышей стали более здоровыми, сердца тоже, и, что самое удивительное, они жили на 20% дольше, чем контрольные их собратья.
Даже ученые были шокированы, отметив, что не ожидали такого резкого улучшения. Исследование взбудоражило всю отрасль: стареющие клетки действительно способствуют старению. И если бы их можно было остановить, возможно, мы также могли бы замедлить часы старения.
Вопрос на миллиард долларов был поставлен такой: как заставить этот процесс работать на людях, не прибегая к генной терапии?
Разрывая связи
Вглядываясь в перемещение молекул внутри стареющих клеток, команда пришла к стратегии нападения. Клетки, несущие ДНК-мутации, обычно активируют белок p53, который запускает всю программу апоптоза. Однако у стареющих клеток есть другой белок — FOXO4 — который защелкивается на p53 как наручники, не позволяя p53 выполнять свою работу.
Поэтому группа разработала пептидный препарат, который прокладывает себе путь между FOXO4 и p53. Белок смерти освобождается и убеждает клетку самоуничтожиться. Поскольку здоровые клетки имеют очень низкий уровень FOXO4 или вовсе нулевой, они избавлены от эффекта лекарственного средства.
Вот еще один важный момент: пептидные препараты обычно слишком велики, чтобы попасть в клетки, поэтому на рынке их так мало. Команда полагалась на технологию, которая стала популярной не так давно: проникающие в клетки пептиды. Эти пептиды, как следует из их названия, могут прокладывать свой путь в органы и клетки после инъекции (даже в мозг!). Это отлично подходит для использования человеком.
Сперва группа проверила свой пептид на мутантных мышах, которые постарели аномально быстро. Будучи всего лишь в среднем возрасте, эти мыши на начало лечения находились в плохом состоянии: их мех был в пятнах, позы сгорбленными, да и в целом они были слабенькими и хрупкими.
Через четыре недели пептидных инъекций, мыши резко трансформировались.
Хотя первоначально на потерю волос никто не планировал обращать внимание, изменение было настолько радикальным, что его нельзя было игнорировать. Лаборант вбежал в мой офис и сказал: «У мышей отросли волосы, мы такого никогда не видели раньше», рассказывает де Кейзер.
На уровне органов препарат перезагрузил отработанные почки мышей, чтобы они снова могли фильтровать ядовитые химические вещества в крови. Мыши тоже взбодрились. Вместо того чтобы спать целый день в углу клетки, они выбирали яростную гонку на колесе — примерно по пять километров в день, что в четыре раза больше расстояния, которое пробегали контрольные животные, получавшие PBS, неактивный раствор, используемый для растворения пептида.
Представьте, что слабый, пожилой человек внезапно спрыгивает с дивана, выключает телевизор и добровольно бежит марафон — и все из-за нескольких доз препарата.
