Стволовое омоложение: Время отправляется вспять
Сегодня публика вполне осведомлена об огромных перспективах медицинского использования стволовых клеток, способных созревать, превращаясь в любую «взрослую» дифференцированную клетку человеческого тела. (Подробно об этом мы рассказали в статье «Фабрика жизни».) В самом деле, роль их в нашем организме как раз состоит в том, чтобы вовремя производить новые клетки органов и тканей на замену постепенно деградирующим.
Но с возрастом даже стволовые клетки деградируют и становятся все менее способными выполнять эту задачу. Все это проявляется в многочисленных признаках старения. Однако команде американских исследователей, работающих под руководством профессоров Кинга Джордана (King Jordan) и Виктории Луняк, нашей бывшей соотечественницы, удалось найти способ обратить этот процесс вспять, заставив стволовые клетки человека «омолодиться».
В центре работы, как и многих других работ, связанных с проблемой старения, оказались теломеры, концевые участки хромосом, которые выполняют защитную функцию, однако неизбежно укорачиваются с каждым последующим делением клетки. Это одно из фундаментальных возрастных изменений в организме, имеющее целый ряд важных последствий. Именно на избавление от него направлен целый ряд перспективных методик замедления старения — читайте, например: «Время, назад!»
В случае стволовых клеток подобный подход не подходит: теломеры старых стволовых клеток — особенные, и сохраняют свою исходную длину. Ученым пришлось искать у них другие «факторы старения», и бороться именно с ними. Поэтому для начала были выделены стволовые клетки у молодых доноров-добровольцев, причем в одних случаях ДНК была сохранена интактной (нетронутой), а в других подвергнута искусственно ускоренному старению. Затем ученые тщательно сравнили их, выяснив, что наиболее значительное количество возрастных изменений в ДНК стволовых клеток накапливается в результате действия ретротранспозонов.
Это вездесущие и подвижные генетические элементы (транспозоны), имеющиеся в составе ДНК всех эукариот, и вообще являющиеся в некотором смысле «генетическим мусором», не кодирующим никаких белков и, видимо, не выполняющим регулятивных функций. При этом «мусор» такой замечательно воспроизводится, и в нашем организме ретротранспозоны составляют более 40% ДНК. Из-за их постоянного перемещения внутри генома может нарушаться и работа «нормальных» генов: как показала работа Джордана и Луняк, у молодых стволовых клеток активность эта резко ограничена и, как следствие, повреждения минимальны, но с возрастом эффекты накапливаются.
Выяснив это, ученые совершили и следующий шаг, введя факторы, подавляющие активность ретротранспозонов. Результат проявился довольно быстро: эффекты старения стали проявляться не так явно, а со временем стволовые клетки даже «вернулись» на более ранние этапы своего развития.
По пресс-релизу Georgia Institute of Technology