Возраст может это не только просто число лет, но это так же нежелательные побочные эффекты, такие как ломкость костей, ослабление мышц, повышение риска сердечно-сосудистых заболеваний и рак. Ученые из Института Солка в сотрудничестве с Genentech, показали, что они могут безопасно и эффективно обратить вспять процесс старения у мышей среднего и пожилого возраста, частично вернув их клетки в более молодое состояние.

«Мы в восторге от того, что можем использовать этот подход на протяжении всей жизни, чтобы замедлить старение у животных. Этот метод безопасен и эффективен для мышей. Помимо борьбы с возрастными заболеваниями, этот подход может предоставить биомедицинскому сообществу новый инструмент для восстановления здоровья тканей и организма за счет улучшения функции клеток и устойчивости к различным болезненным ситуациям, таким как нейродегенеративные заболевания», — говорит Хуан Карлос Изписуа Бельмонте, соавтор и профессор в области экспрессии генов Лаборатории Солка.

По мере старения организмов, меняются не только их внешний вид и здоровье; каждая клетка их тел несет в себе молекулярные часы, которые отслеживают ход времени. Клетки, выделенные от пожилых людей или животных, имеют разные образцы химических веществ вдоль своей ДНК, называемые эпигенетическими маркерами, по сравнению с более молодыми людьми или животными. Ученые знают, что добавление к клеткам смеси четырех репрограммирующих молекул — Oct4, Sox2, Klf4 и cMyc, также известных как «факторы Яманаки» (специальные белки, реконструирующие клетки в стволовые), — может сбросить эти эпигенетические метки до их исходных паттернов. Этот подход заключается в том, как исследователи могут преобразовать взрослые клетки, с точки зрения развития, в стволовые клетки.

В 2016 году лаборатория Изписуа Бельмонте впервые сообщила, что они могут использовать факторы Яманаки для борьбы с признаками старения и увеличения продолжительности жизни у мышей с болезнью преждевременного старения. Совсем недавно команда обнаружила, что даже у молодых мышей факторы Яманаки могут ускорять регенерацию мышц. После этих первоначальных наблюдений, другие ученые использовали тот же подход для улучшения функции сердечных тканей, тканей моза и зрительного нерва.

В новом исследовании, Изписуа Бельмонте и его коллеги проверили варианты подхода к клеточному омоложению на здоровых животных по мере их старения. Одна группа мышей получала регулярные дозы факторов Яманаки с 15-месячного возраста до 22-месячного возраста, что примерно соответствует возрасту от 50 до 70 лет у людей. Другая группа лечилась от 12 до 22 месяцев, примерно от 35 до 70 лет у людей. А третья группа лечилась всего один месяц в возрасте 25 месяцев, что соответствует возрасту 80 лет у людей.

«Что мы действительно хотели установить, так это то, что использование этого подхода в течение более длительного периода времени безопасно», — говорит Прадип Редди, научный сотрудник Солка и соавтор новой статьи. «Действительно, мы не видели никаких негативных последствий для здоровья, поведения или изменения массы тела исследуемых животных».

По сравнению с контрольными животными у мышей, получавших факторы Яманаки, не было изменений клеток крови или неврологических изменений. Более того, команда не обнаружила рака ни в одной из групп животных.

Когда исследователи изучили нормальные признаки старения у животных, прошедших лечение, они обнаружили, что мыши во многих отношениях напоминали более молодых животных. Как в почках, так и в коже, эпигенетика обработанных животных больше напоминала эпигенетические паттерны, наблюдаемые у более молодых животных. Повреждённые клетки кожи обработанных животных обладали большей способностью к пролиферации и с меньшей вероятностью образовывали необратимые рубцы — у старых животных обычно наблюдается меньшая пролиферация клеток кожи и больше рубцов. При этом метаболические молекулы в крови леченных животных не обнаруживали нормальных возрастных изменений.

Эта молодость наблюдалась у животных, получавших лечение факторами Яманака в течение семи или 10 месяцев, но не у животных, получавших лечение всего один месяц. Более того, когда пролеченные животные были проанализированы в середине лечения, эффекты были еще не столь очевидны. Это говорит о том, что лечение не просто приостанавливает старение, но и активно обращает его вспять, хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы различать эти два явления.

В настоящее время команда планирует дальнейшие исследования, чтобы проанализировать, как конкретные молекулы и гены изменяются при длительном лечении факторами Яманаки. Они также разрабатывают новые способы доставки факторов.

«В конце концов, мы хотим вернуть устойчивость и функционирование старым клеткам, чтобы они были более устойчивы к стрессу, травмам и болезням», — говорит Редди. «Это исследование показывает, что, по крайней мере, на мышах, есть путь к достижению этого».