Прорив у боротьбі зі старінням: дослідники Корнелла навчилися запобігати смерті клітин

Наукова команда з Коледжу ветеринарної медицини Корнельського університету зробила відкриття, яке може перевернути уявлення про старіння та тривалість життя. Дослідники виявили потужний механізм, здатний уповільнити або навіть повністю зупинити процес клітинного старіння.

• Як не набрати зайвого взимку. Повний гід з харчування, руху та сну

Деталі

Сенесценція – це красиве слово, яке звучить як назва парфумів або ефірної олії, але насправді означає щось зовсім інше. Це втрата здатності клітини ділитися та рости, що призводить до її поступового руйнування. Простіше кажучи, сенесценція – це старіння на клітинному рівні, абсолютно неминучий процес, який рано чи пізно призводить до смерті.

Однак дослідники з Корнелла впевнені, що знайшли революційний спосіб уповільнити або навіть повністю зупинити це руйнування. Секрет криється в екстраклітинних везикулах – мікроскопічних мембранних частинках розміром від 10 мікрон до 20 нанометрів, які виходять з клітин і перебувають у просторі між ними.

Як працює "еліксир молодості"

У своїй науковій статті, опублікованій у журналі Journal of Biological Chemistry, ведучий автор Шун Еномото та його колеги дослідили, як екстраклітинні везикули з ембріональних стовбурових клітин можуть захистити інші клітини від оксидативного стресу. Цей стресовий стан виникає через надлишок вільних радикалів та недостатню кількість антиоксидантів, що змушує клітини припиняти свою роботу і врешті-решт гинути.

Для Еномото, який є докторантом з біохімії, молекулярної та клітинної біології, цей процес нагадує "використання сили молодості".

Оскільки науковці вже знали, що екстраклітинні везикули допомагають ембріональним стовбуровим клітинам продовжувати приносити користь організму, дослідники вирішили перевірити, чи можуть ці везикули регенерувати пошкоджені тканини. Наступним логічним кроком стало питання: чи здатні екстраклітинні везикули не просто допомагати клітинам відновлюватися, а й затримувати або зупиняти їхнє старіння?

Експеримент, що шокував науковців

Дослідники витягли екстраклітинні везикули з ембріональних стовбурових клітин мишей і додали їх до звичайних клітин. На відміну від стовбурових клітин, які є недиференційованими і можуть перетворитися на будь-який тип клітин, звичайні клітини вже диференціювалися у нервові, м'язові, шкірні та інші типи з конкретними функціями.

Результат виявився приголомшливим: клітини, які контактували з екстраклітинними везикулами, повністю припинили процес старіння. Жодного подальшого погіршення не спостерігалося.

"Це було неймовірно – спостерігати, як оброблені клітини просто продовжували рости довго після того, як необроблені зупинилися", – зазначив Марк Антоняк, асоційований дослідницький професор кафедри молекулярної медицини, який співпрацював з Еномото та Річардом Сероне, заслуженим професором хімії.

Механізм дії розшифровано

Подальші експерименти дозволили з'ясувати, як саме працює цей механізм. Виявилося, що екстраклітинні везикули зупиняють старіння за допомогою білка екстраклітинного матриксу – фібронектину. Цей білок покриває поверхню везикул, а потім запускає вивільнення ферментів, які блокують ефекти оксидативного стресу, що провокує сенесценцію.

Не перша спроба, але найперспективніша

Це не перша спроба використати екстраклітинні везикули для боротьби зі старінням. Раніше вчені вже експериментували з везикулами з "молодої крові", які допомагали старим мишам боротися зі старінням. Також досліджувалася роль фізичних вправ у стимуляції екстраклітинних везикул для запуску нейрогенезу – створення нових нейронів – і затримки або запобігання неврологічним захворюванням.

Однак корнельський експеримент став найбільш значущим проривом у цій сфері, оскільки продемонстрував можливість повної зупинки клітинного старіння.

Наступні кроки: від мишей до людей

"Наша кінцева мета – випробувати ці везикули безпосередньо на мишах, щоб побачити, як вони впливають на старіння всього організму", – каже Еномото. Якщо ці тести виявляться успішними, команда планує перейти до експериментів з людськими клітинами.

Важливо зазначити, що для роботи з людськими клітинами вчені використовуватимуть звичайні дорослі клітини, які генетично перепрограмують, щоб повернути їх до ембріонального стану. Це дозволить уникнути етичних питань, пов'язаних із використанням справжніх ембріональних клітин людини.

Революція в тривалості та якості життя

Значення цього відкриття важко переоцінити. Йдеться не лише про збільшення тривалості життя, а й про покращення його якості, підкреслює Антоняк.

"Ця робота може мати багато важливих застосувань для здоров'я людини", – каже дослідник.

Якщо технологія виявиться ефективною для людей, вона потенційно може допомогти в лікуванні безлічі вікових захворювань: від серцево-судинних проблем до нейродегенеративних розладів, від артриту до зниження когнітивних функцій. Можливість зупинити або значно уповільнити клітинне старіння означає шанс зберегти здоров'я та активність на довгі роки.

Поки що дослідження перебуває на ранній стадії, і до практичного застосування на людях потрібні роки додаткових експериментів та клінічних випробувань. Проте сам факт, що вченим вдалося повністю зупинити старіння клітин у лабораторних умовах, дає надію мільйонам людей по всьому світу.

Це відкриття дає надію на подолання серцево-судинних хвороб, артриту та деменції. Розуміння того, як клітини захищають себе від руйнування, допомагає краще усвідомити й інші, часом дивні реакції нашого організму. Наприклад, клінічний психолог доктор Чарлі Геріот-Мейтленд зауважує, що мозок має власну специфічну логіку збереження цілісності. За його словами, навіть такі деструктивні прояви, як нав’язливе обдирання шкіри чи дивна потреба в переслідуванні інших людей, насправді є спробами мозку використати малу шкоду як своєрідну «захисну дозу», що має запобігти набагато серйознішому психічному чи фізичному болю.

Читайте ще:

• Хронічне виснаження: як дефіцит лише однієї молекули в організмі перетворює ваш сон на марну спробу відпочити.
• Налаштування нейронів: науковці знайшли метод відновлення «гальмівних функцій» мозку, що відкриває шлях до лікування епілепсії та шизофренії.
• Зимовий баланс: 12 корисних звичок, які допоможуть зберегти ідеальну фігуру та енергію в період холодів.