ПРИХОВАТИ

Всебічне старіння: дослідники встановили ще один можливий механізм

Джерело: University of Southern California.

Вчені виявили ще одну можливу причину старіння, пов’язану з синтезом базових елементів ДНК клітин. Глибоке дослідження цього відкриття може допомогти у розробці методик сповільнення старіння та боротьбі з раком.

Біологічне обличчя старості

Людині в усі часи було важко миритися із фактом неминучого настання старості. Якщо у давнину люди тішили себе легендами про молодильні яблука та фонтани молодості, то сучасна людина сподівається, що таємницю довголіття зможе відкрити сучасна наука. І, схоже, вона таки на це здатна: роками вивчаючи причини старіння, вчені визначили важливі фактори, що призводять до нього. У новому дослідженні американські вчені заявили, що просунулися далі та виявили ще один.

Такі відомі прояви старості, як артрит, захворювання серця, остеопороз можуть виникати через процес, що називається клітинним старінням. Воно настає, коли клітина вже поділилася певну визначену кількість разів, що отримав назву межа Гейфліка, після чого вона втрачає можливість надалі ділитися. Накопичуючись із віком у тканинах, зістарені клітини можуть викликати неприємні симптоми захворювань.

Одним із вивчених чинників клітинного старіння є вкорочення теломер – прикінцевих ділянок хромосом. При кожному поділі клітини втрачається частинка теломер і з часом це призводить до нездатності поділу. Іншою причиною науковці називають пошкодження ДНК у відповідь на різного роду стреси.

Зображення хромосом із теломерами на кінцях (зеленого кольору), отримане методом флуоресцентної мікроскопії. Джерело: Shay/Wright lab

А ще вчені часто називають клітинне старіння пристосуванням для захисту від ракових захворювань. Коли клітини отримують ушкодження, які можуть загрожувати перетворенням у рак, вони вступають у фазу старіння та припиняють ділитися, таким чином не даючи раковій клітині змоги розмножуватися та поширюватися. Тобто повністю уникнути старості скоріш за все неможливо, бо це може призвести до втрати контролю над розростанням ракових клітин.

“Але з іншого боку, ми хотіли б знайти спосіб видалити старі клітини, щоб сприяти здоровому старінню та кращому функціонуванню”,

– пояснив мету свого дослідження Ніколас Грем, один зі співавторів наукової статті.

Нова причина клітинного старіння

Для проведення схожих експериментів частіше використовують клітини фібробласти, але цього разу вчені обрали культуру епітеліальних клітин. Якщо сказати точніше, то використовували клітини епітеліальної тканини молочної залози людини.

Конфокальне зображення ще молодих епітеліальних клітин після 10 поділів. Джерело: University of Southern California

Коли після приблизно 40 поділів клітин дослідники перевіряли, чи справді вони перейшли у фазу старіння, то виявилося, що клітини мають деякі порушення, на які раніше не звертали уваги. Так, у великого числа спостерігалися численні ядра, що може говорити про онкогенно індукований процес старіння у популяції.

Конфокальне зображення клітин після 37 поділів: багато клітин мають множинні ядра. Джерело: University of Southern California

Але важливішим зауваженням стало, що у клітин у процесі старіння спостерігалася нестача нуклеотидів, які необхідні для побудови нуклеїнових кислот. Детальніше розібратися у причинах цього спостереження, дозволив експеримент, під час якого в клітини вносили молекули, мічені стабільними ізотопами вуглецю. Це дозволило простежити біологічні особливості на шляху перетворення одних речовин в інші. Науковці дізналися, що у клітинах спостерігалася нестача речовин, що беруть участь у важливих метаболічних процесах. Та найбільший дефіцит спостерігався тих речовин, що потрібні безпосередньо для синтезу нуклеотидів.

На крок ближче до джерела молодості

Аби перевірити ще раз правдивість своєї гіпотези, дослідники спробували зістарити й молоді клітини, що активно розмножуються, і такі, яким заблокували можливість старіння, уникаючи вкорочення теломер. У культури епітеліальних клітин внесли речовину триапін, що пригнічує білок під назвою RRM2, який забезпечує синтез ДНК. Цей препарат планують використовувати при лікуванні ракових пухлин, оскільки він має властивість пригнічувати утворення дезоксирибонуклеотидів і таким чином призводить до загибелі ракових клітин.

Триапін справді призвів до того, що молоді клітини перестали продукувати нуклеотиди у достатній кількості, до того ж у них виявили деякі маркери клітинної старості. Теж саме сталося і з культурою безсмертних клітин. Тобто, вони стали проявляти ознаки старіння і більше не могли ділитися.

“Це означає, що вироблення нуклеотидів є важливим для збереження молодості клітин. Це також означає, що якби ми могли не допустити того, щоб клітини втратили здатність синтезу нуклеотидів, то вони могли б старіти повільніше”,

– додав Алізера Дельфара, співавтор дослідження.

Команда дослідників наголосила, що їхні результати досліджень можуть допомогти при створенні сенолітиків – препаратів, що можуть знищувати старі клітини в організмі. Дослідження цих речовин вже проводилися на тваринах та показали деякі позитивні результати.

“Можна взяти мишу, яка старіє та стає менш дієздатною, обробити її сенолітичними препаратами, щоб позбавитися старих клітин, і миша омолодиться. До слова, саме ці сенолітичні препарати є фонтаном молодості”,

– розповів Ніколас Грем.

Проте, аби сенолітики та схожі за дією протиракові препарати могли успішно використовуватися, необхідно максимально ретельно вивчити відмінності старих клітин від молодих та здорових від хворих. Так нові препарати зможуть діяти націлено та не шкодити здоров’ю.

Journal of Biological Chemistry (2019), doi: 10.1074/jbc.RA118.005806.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Total
50
Shares
50 Shares:
Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Перегляньте також
Далі

Це схоже на зіткнення чорної діри та нейтронної зорі – дослідники

Нова ера астрономічних спостережень, яку відкрили детектори гравітаційних хвиль, схоже, принесла чергове відкриття: на думку австралійських та американських…