Новая методика замедления старения позволяет клеткам помолодеть на 30 лет

Экспериментируя с очень многообещающей методикой омоложения, ученые из Института Бэбрахама продемонстрировали новый способ повернуть время вспять в клетках кожи человека. Эти клетки функционировали так же, как клетки на 30 лет моложе, но при этом они смогли сохранить некоторые из своих специализированных функций, приобретенных с возрастом.

В 2012 году японский исследователь Синья Яманака получил Нобелевскую премию за свою работу по разработке так называемых индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клетки).

Они начинаются как обычные взрослые клетки ткани, которые собирают и подвергают воздействию четырех молекул, называемых факторами Яманаки, которые возвращают их в незрелое состояние. Отсюда стволовые клетки теоретически могут развиться в клетки любого типа в организме.

Мы видели, как ученые исследуют этот потенциал несколькими захватывающими способами, имплантируя их кроликам для восстановления зрения, устраняя дефицит дофамина в животных моделях болезни Паркинсона и восстанавливая поврежденные сердечные мышцы у свиней. Полный процесс перепрограммирования включает в себя воздействие факторов Яманаки на клетки в течение примерно 50 дней, но теперь ученые обнаружили, что сокращение этого процесса может принести существенную пользу.

Когда клетки подвергаются полному перепрограммированию, они теряют некоторые специализированные способности, которые они развили в процессе созревания.

В случае клеток кожи это включает производство коллагена для использования в сухожилиях, связках, костях и для помощи в заживлении ран. Идея заключалась в том, чтобы вернуть клеткам молодое состояние, но не полностью стереть их идентичность.

Новый метод, названный «переходным перепрограммированием фазы созревания», подвергает клетки воздействию факторов Яманаки всего на 13 дней. Было обнаружено, что это снимает возрастные изменения и стирает их индивидуальность, но только временно.

Имея возможность расти в естественных условиях, эти омоложенные клетки снова приобрели характеристики клеток кожи, но уже «с новым взглядом на жизнь».

Открытие решает проблему в этой области исследований, потому что, хотя стволовые клетки теоретически могут развиваться в любой тип клеток в организме, создание условий, при которых они делают это с надежностью, до сих пор оказалось трудным. Новая техника, изложенная в этом исследовании, по-видимому, попала в золотую середину, когда клетки обновляются, но продолжают выполнять особую и важную роль.

Изучив химические маркеры, составляющие так называемые эпигенетические часы, и молекулы, экспрессируемые клетками, ученые подтвердили, что перепрограммированные клетки соответствуют профилю клеток на 30 лет моложе.

Эти клетки также производили больше коллагена, чем контрольные клетки, и реагировали более эффективно в лабораторных экспериментах, предназначенных для воспроизведения заживления ран.

«Наши результаты представляют собой большой шаг вперед в нашем понимании перепрограммирования клеток», — сказал автор исследования доктор Дилджит Гилл.

«Мы доказали, что клетки можно омолодить, не теряя их функции, и что омоложение направлено на восстановление некоторых функций старых клеток».

Интересно, что ученые также обнаружили, что этот метод оказывает омолаживающее действие на гены, связанные с болезнью Альцгеймера и катарактой, два из которых показали признаки возвращения к более молодому уровню активности.

«Эта работа имеет очень интересные последствия», — сказал автор исследования профессор Вольф Рейк. «В конце концов, мы сможем определить гены, которые омолаживают без перепрограммирования, и специально нацелить их на уменьшение последствий старения. Этот подход обещает ценные знания, которые могут открыть удивительный терапевтический горизонт».

Исследование было опубликовано в журнале eLife.