Американские биологи выяснили, что отработавшие свой срок клетки нужны организму, и избавление от них связано с определенными рисками. Кроме того, лечение сенолитиками — антивозрастными препаратами, которые очищают от стареющих клеток, — может дать опасные побочные эффекты.
«Пожилые» клетки
Ученые выделяют девять основных причин старения. Каждая связана с определенным биологическим механизмом, но все так или иначе сводятся к накоплению повреждений на молекулярном или клеточном уровне. Возрастное ослабление активности клеток называют клеточным старением. На каком-то этапе клетки перестают делиться, у них замедляется энергообмен, синтез РНК и белков, снижается эффективность репарации ДНК.Часть клеток распадается в результате апоптоза — программируемой клеточной гибели. Другие уничтожает иммунная система. Но с годами оба механизма действуют все хуже и в организме накапливаются отработанные «клетки-зомби», как их окрестил известный британский биогеронтолог Обри ди Грей.
Старые клетки называют сенесцентными, а процесс их накопления — сенесценцией. Опасность прежде всего в том, что вырабатываемые клетками-зомби цитокины вызывают системное воспаление, приводящее к атеросклерозу, артриту, артрозу, различным формам фиброза, дегенерации сетчатки, болезни Альцгеймера. Кроме того, иногда из-за мутаций эти клетки вдруг снова начинают делиться. Если организм их вовремя не уничтожит, они могут переродиться в злокачественные и вызвать онкологическое заболевание.
Таблетки от старения
Многочисленные эксперименты на модельных организмах показывают, что удаление стареющих клеток идет на пользу и увеличивает продолжительность жизни. Есть целый класс лекарственных препаратов — сенолитиков, «вымывающих» такие клетки и восстанавливающих здоровье тканей.
Это считается одним из перспективных подходов в борьбе со старением и возрастными заболеваниями. Уничтожая клетки, которые создают вокруг себя токсичную среду, сенолитики не просто омолаживают ткани, но и лечат рак, артрит, болезни сердца, деменцию.
Сейчас сразу несколько фармацевтических компаний проводят доклинические и клинические испытания таких препаратов. Главная задача — исключить опасность канцерогенеза, возникающую, если клетки-зомби в результате воздействия опять приобретают способность активно делиться. Поэтому основное требование — сенолитики должны обладать еще и противоопухолевым действием, то есть вместе с сенесцентными удалять и онкогенные клетки.
Не только вредные, но и полезные
Чтобы отличить клетки-зомби от нормальных, используют генетические маркеры. Один из главных признаков перехода клетки на путь необратимого старения — активация гена p16INK4a, который препятствует апоптозу. Большинство сенолитиков нацелено именно на клетки, экспрессирующие этот ген.
Американские биологи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско разработали более эффективный метод визуализации сенесцентных клеток. После слияния гена p16INK4a с зеленым флуоресцентным белком GFP возникает свечение в ультрафиолетовом спектре.
В результате ученые увидели «маркеры старения» в том числе в молодых здоровых клетках, например в фибробластах базальной мембраны легких. Фибробласты — это самые распространенные клетки соединительной ткани, а базальная мембрана — ее тонкий слой, подстилающий эпителий. Причем сенесцентные клетки появляются в соединительной ткани практически сразу после рождения, и это никак не связано со старением.
Наблюдая за действием p16INK4a-позитивных фибробластов в легких и других органах с барьерными функциями, таких как тонкий кишечник, толстая кишка и кожа, биологи установили, что эти клетки выполняют очень важную функцию. Располагаясь в базальной мембране рядом со стволовыми клетками эпителия, они передают им сигнал в случае воспаления или повреждения тканей. А это запускает регенерацию.
Обсуждение