Прорыв в борьбе со старением: исследователи Корнелла научились предотвращать гибель клеток

Научная команда из Колледжа ветеринарной медицины Корнеллского университета сделала открытие, которое может перевернуть представление о старении и продолжительности жизни. Исследователи обнаружили мощный механизм, способный замедлить или даже полностью остановить процесс клеточного старения.

• Как не набрать лишнего зимой. Полный гид по питанию, движению и сну

Детали

Сенесценция — это красивое слово, которое звучит как название парфюма или эфирного масла, но на самом деле означает совсем другое. Это потеря способности клетки делиться и расти, что приводит к её постепенному разрушению. Проще говоря, сенесценция — это старение на клеточном уровне, абсолютно неизбежный процесс, который рано или поздно ведёт к гибели.

Однако исследователи из Корнелла уверены, что нашли революционный способ замедлить или даже полностью остановить это разрушение. Секрет кроется во внеклеточных везикулах — микроскопических мембранных частицах размером от 10 микрон до 20 нанометров, которые выходят из клеток и находятся в пространстве между ними.

Как работает "эликсир молодости"

В своей научной статье, опубликованной в журнале Journal of Biological Chemistry, ведущий автор Шун Эномото и его коллеги изучили, как внеклеточные везикулы из эмбриональных стволовых клеток могут защищать другие клетки от оксидативного стресса. Это стрессовое состояние возникает из-за избытка свободных радикалов и недостатка антиоксидантов, что заставляет клетки прекращать свою работу и в конечном итоге умирать.

Для Эномото, докторанта по биохимии, молекулярной и клеточной биологии, этот процесс напоминает "использование силы молодости".

Поскольку учёные уже знали, что внеклеточные везикулы помогают эмбриональным стволовым клеткам продолжать приносить пользу организму, исследователи решили проверить, могут ли эти везикулы регенерировать повреждённые ткани. Следующим логическим шагом стал вопрос: способны ли внеклеточные везикулы не просто помогать клеткам восстанавливаться, но и задерживать или останавливать их старение?

Эксперимент, который шокировал учёных

Исследователи извлекли внеклеточные везикулы из эмбриональных стволовых клеток мышей и добавили их к обычным клеткам. В отличие от стволовых клеток, которые недифференцированы и могут превращаться в любой тип клеток, обычные клетки уже дифференцированы в нервные, мышечные, кожные и другие типы с конкретными функциями.

Результат оказался потрясающим: клетки, которые контактировали с внеклеточными везикулами, полностью прекратили процесс старения. Никакого дальнейшего ухудшения не наблюдалось.

"Это было невероятно — наблюдать, как обработанные клетки просто продолжали расти долго после того, как необработанные остановились", — отметил Марк Антоняк, ассоциированный научный профессор кафедры молекулярной медицины, который сотрудничал с Эномото и Ричардом Сероне, заслуженным профессором химии.

Механизм действия расшифрован

Дальнейшие эксперименты позволили выяснить, как именно работает этот механизм. Оказалось, что внеклеточные везикулы останавливают старение с помощью белка внеклеточного матрикса — фибронектина. Этот белок покрывает поверхность везикул, а затем запускает высвобождение ферментов, которые блокируют эффекты оксидативного стресса, провоцирующего сенесценцию.

Не первая попытка, но самая перспективная

Это не первая попытка использовать внеклеточные везикулы для борьбы со старением. Ранее учёные уже экспериментировали с везикулами из "молодой крови", которые помогали старым мышам бороться со старением. Также изучалась роль физических упражнений в стимуляции внеклеточных везикул для запуска нейрогенеза — создания новых нейронов — и задержки или предотвращения неврологических заболеваний.

Однако корнелльский эксперимент стал самым значимым прорывом в этой области, поскольку продемонстрировал возможность полной остановки клеточного старения.

Следующие шаги: от мышей к людям

"Наша конечная цель — испытать эти везикулы непосредственно на мышах, чтобы увидеть, как они влияют на старение всего организма", — говорит Эномото. Если эти тесты окажутся успешными, команда планирует перейти к экспериментам с человеческими клетками.

Важно отметить, что для работы с человеческими клетками учёные будут использовать обычные взрослые клетки, которые генетически перепрограммируют, чтобы вернуть их в эмбриональное состояние. Это позволит избежать этических вопросов, связанных с использованием настоящих эмбриональных клеток человека.

Революция в продолжительности и качестве жизни

Значение этого открытия трудно переоценить. Речь идёт не только о увеличении продолжительности жизни, но и об улучшении её качества, подчёркивает Антоняк.

"Эта работа может иметь множество важных применений для здоровья человека", — говорит исследователь.

Если технология окажется эффективной для людей, она потенциально может помочь в лечении множества возрастных заболеваний: от сердечно-сосудистых проблем до нейродегенеративных расстройств, от артрита до снижения когнитивных функций. Возможность остановить или значительно замедлить клеточное старение означает шанс сохранить здоровье и активность на долгие годы.

Пока что исследование находится на ранней стадии, и до практического применения на людях потребуются годы дополнительных экспериментов и клинических испытаний. Тем не менее сам факт, что учёным удалось полностью остановить старение клеток в лабораторных условиях, даёт надежду миллионам людей по всему миру.

Это открытие даёт надежду на преодоление сердечно-сосудистых заболеваний, артрита и деменции. Понимание того, как клетки защищают себя от разрушения, помогает лучше осознать и другие, порой странные реакции нашего организма. Например, клинический психолог доктор Чарли Гериот-Мейтленд отмечает, что мозг имеет свою специфическую логику сохранения целостности. По его словам, даже такие деструктивные проявления, как навязчивое обдирание кожи или странная потребность в преследовании других людей, на самом деле являются попытками мозга использовать малый вред как своеобразную «защитную дозу», способную предотвратить гораздо более серьёзную психическую или физическую боль.

Читайте также:

• Хроническое истощение: как дефицит всего одной молекулы в организме превращает ваш сон в бесполезную попытку отдохнуть.
• Настройка нейронов: учёные нашли метод восстановления «тормозных функций» мозга, что открывает путь к лечению эпилепсии и шизофрении.
• Зимний баланс: 12 полезных привычек, которые помогут сохранить идеальную фигуру и энергию в период холодов.