Согласно новому исследованию Калифорнийского университета в Сан-Франциско, не все состарившиеся клетки являются вредными и должны быть уничтожены для предотвращения возрастных заболеваний. Некоторые из них способствуют нормальному восстановлению после повреждений молодых тканей.
Старые клетки могут как повреждать, так и заживлять
Сначала старые клетки рассматривались только как вредные. С возрастом у людей накапливаются клетки, которые обладают характеристиками старых изношенных клеток, включая неспособность делиться. Они не умирают, как должны, а продолжают жить, выделяя коктейль воспалительных факторов, которые связаны с болезнью Альцгеймера, артрозом, онкологическими и другими возрастными заболеваниями. Для них было придумано броское название «зомби-клетки».
Сенолитики нацелены на зомби-клетки, благодаря им исследователи сделали захватывающее открытие: удаление старых клеток у животных предотвращает или ослабляет возрастные заболевания и увеличивает продолжительность жизни. После этого последовал бум активности в исследовательских лабораториях и фармацевтических компаниях, сосредоточенной на поиске и совершенствовании этих лекарств.
Но, как показало новое исследование, уничтожение зомби несет как пользу, так и вред – стареющие клетки обладают способностью ускорять нормальное заживление за счет активации репарации стволовых клеток.
Изучение зомби-клеток
Главная трудность при изучении стареющих клеток заключается в том, что их тяжело обнаружить, так как биомаркеры старения (включая онкосупрессор p16) довольно редки. Исследователям приходилось извлекать фибробласты и культивировать их, чтобы они могли расти и производить достаточное количество клеток для экспериментов. Затем их подвергали воздействию химических веществ, которые ускоряют старение. Но в живых организмах клетки взаимодействуют с окружающими тканями, что сильно влияет на активность генов.
Это означает, что характеристики клеток, растущих изолированно в стеклянной посуде, могут сильно отличаться от характеристик клеток в их естественной среде обитания.
Чтобы создать более мощный инструмент для своих исследований, Набора Рейес де Барбоза и ее коллеги усовершенствовали распространенную технику слияния соответствующего гена – в данном случае гена p16, чрезмерно активного в стареющих клетках – с зеленым флуоресцентным белком в качестве маркера, который поможет определить расположение клеток под воздействием ультрафиолетового света.
Увеличивая количество и стабильность зеленого флуоресцентного белка в этих стареющих клетках, Рейес значительно усилила флуоресцентный сигнал, что, наконец, позволило исследователям увидеть зомби в их естественной среде обитания – живых тканях.
Зомби стимулируют стволовые клетки вскоре после рождения
Используя этот высокочувствительный инструмент, исследователи обнаружили, что стареющие клетки существуют в молодых и здоровых тканях в большей степени, чем считалось ранее, и на самом деле начинают появляться вскоре после рождения.
Ученые также определили специфические факторы, которые секретируют стареющие клетки, стимулируя стволовые клетки к росту и восстановлению тканей.
Интересное наблюдение сделали авторы: клетки иммунной системы (макрофаги, моноциты) могут активировать зомби-клетки в старых или поврежденных тканях, а те, в свою очередь, усиливают воспаление, которое является критически важным модификатором активности и регенерации клеток.
В своих исследованиях легочной ткани группа наблюдала окрашенные зеленым цветом зомби-клетки рядом со стволовыми клетками на базальной мембране, которая служит барьером, предотвращающим попадание чужеродных клеток и вредных химических веществ в организм, а также позволяет кислороду из воздуха в легких проникать в подлежащие ткани. На этой динамической поверхности может произойти повреждение.
Группа обнаружила стареющие клетки в аналогичном положении в других барьерных органах, таких как тонкая и толстая кишка и кожа, и эксперименты подтвердили, что если уничтожить стареющие клетки сенолитиками, стволовые клетки легких не могут должным образом восстановить поверхность барьера.
Результаты исследования подчеркивают необходимость разработки более совершенных лекарств, которые будут нацелены на определенные подмножества стареющих клеток, вовлеченных в болезнь, а не в регенерацию.
Статья N.Reyes de Mochel et al. Sentinel p16INK4a+ cells in the basement membrane form a reparative niche in the lung опубликована в журнале Science.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru по материалам Neuroscience News: Scientists Reappraise the Role of ‘Zombie’ Cells That Anti-aging Medicine Has Sought to Eliminate.
