Многие заболевания, в том числе рак, покрывают со старением, и они становятся все более распространенными по мере увеличения продолжительности жизни. Поэтому изучение и понимание этого процесса имеет исключительное значение, если мы имеем право на аналогичные продукты, а также экологию более здоровому старению.

Одно из направлений исследований старения касается омоложения, есть восстановление характеристик более молодых клеток в состарившихся клетках или тканях.

Однако наличие всех тканей в нашем присутствии является отличительным признаком высокоспециализированных клеток, таких как нейроны или мышечные клетки, среди многих других. Индивидуальность клеток была определена устойчивой и неизменяемой, пока японский исследователь Синья Яманака не нашел способ изменить их идентичность (что есть «перепрограммировать их»), в соответствии с высокими уровнями четырех признаков, определяемых «факторами Яманаки» (OCT4, SOX2, KLF4 и MYC), в них. Хотя эти белки можно найти в некоторых наших клетках, одновременное присутствие высоких уровней всех четырех может изменить клеточную принадлежность.

Этот метод омоложения позволяет ранее невообразимое, а именно: взять клетки, которые легко получить от пациента (например, клетки кожи), и преобразовать их в другие, трудно или невозможно собрать, например, клетки сердца или нейроны, которые можно использовать для клеточная терапия.

Благодаря этим достижениям доктор Яманака был удостоен Нобелевской премии по медицине в 2012 году, всего через шесть лет после своего открытия.

В исследовании, проведенном под руководством доктора Марии Абад и доктора Серрано в 2013 году, сообщалось об успешном перепрограммировании клеток внутри экспериментальных животных, то есть без необходимости извлечения исходных клеток, перепрограммирования их in vitro («внутри живого организма» или «внутри клетки») и имплантации. Однако важно отметить, что изменение идентичности клеток в живом организме вызывает значительный дисбаланс в тканях, которые теряют свою функцию и в конечном итоге вызывают опухоль, называемую тератомой, типичную для эмбрионального состояния. Несмотря на это, данные открытия проложили путь к изучению перепрограммирования непосредственно на животных.

Три года спустя лаборатория доктора Хуана Карлоса Изписуа-Бельмонте в Ла-Холья (Калифорния) заметила, что когда репрограммирование было начато у животных и прервано на полпути, клетки возвращались к своей первоначальной идентичности, тем самым предотвращая клеточный дисбаланс и тератомы.

К своему удивлению, группа доктора Изписуа-Бельмонте обнаружила, что когда этот частичный и обратимый процесс перепрограммирования повторялся в течение нескольких циклов, это приводило к клеточному омоложению всего организма, делая мышей более здоровыми и более защищенными от различных заболеваний.

Так, в 2016 году этот метод клеточного омоложения, до сих пор не до конца изученный и являющийся предметом исследований многочисленных лабораторий, вызвал огромный интерес.

В этом последнем исследовании, опубликованном в журнале Aging Cell, исследователи изучили эффекты одного цикла стимуляции фактором Яманака, чтобы лучше определить задействованные механизмы. С этой целью они исследовали изменения в метаболизме, экспрессии генов и статусе клеточной ДНК, которые происходят во время старения, и то, как эти изменения частично обращаются вспять путем перепрограммирования.

Под руководством исследователя ICREA доктора Мануэля Серрано ученым из лаборатории клеточной пластичности и болезней IRB в Барселоне удалось омолодить некоторые органы и ткани мыши с помощью перепрограммирования клеток. В частности, ученые наблюдали значительные изменения в поджелудочной железе, печени, селезенке и крови животных.

«Эта работа была направлена на выявление первоначальных процессов перепрограммирования in vivo и омоложения клеток, а также на определение тех, которые можно изменить в будущих исследованиях, будь то с помощью лекарств или на уровне питания», — объясняет доктор Серрано.

«Мы хотели изучить начальные эффекты процесса омоложения, и мы были приятно удивлены, увидев такие явные улучшения на молекулярном уровне, прежде всего в поджелудочной железе», — говорит доктор Дафни Хондронасиу, первый автор статьи.

Источник: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/acel.13578