- Нобелевский лауреат Синья Яманака открыл факторы, способные возвращать взрослые клетки в эмбриональное состояние, что стало прорывом в понимании старения.
- Первоначальный метод был слишком радикальным, полностью стирая клеточную идентичность и функциональность, что ограничивало его практическое применение.
- Новейшее исследование нашло способ контролируемо применять факторы Яманаки, останавливая процесс омоложения в оптимальный момент, что позволяет клеткам сохранять свои функции, но стать на три десятилетия моложе.
Открытие века и его главная проблема
Пятнадцать лет назад научный мир был потрясен открытием, доказавшим, что процесс клеточного старения можно не просто замедлить, а обратить вспять. Активация четырех специфических генов, названных в честь их первооткрывателя Синьи Яманаки, позволяла "обнулить" биологические часы взрослой клетки, возвращая ее в состояние, подобное эмбриональной стволовой клетке. Это достижение, удостоенное Нобелевской премии, впервые дало реальную надежду на победу над старением.
"Если вдуматься, это просто потрясающе", — поделился с "Популярной механикой" Вольф Рейк, молекулярный биолог из Бабрахамского института (Великобритания). "Потенциально вы можете вернуть возраст человеческих клеток к нулю".
Ученые видели огромный терапевтический потенциал этого открытия. Предполагалось, что омоложенные клетки можно будет использовать для регенерации поврежденных органов: например, заменить погибшие после инсульта нейроны или ускорить заживление хронических ран с помощью молодых фибробластов кожи. Однако ключевая проблема заключалась в том, что факторы Яманаки действовали слишком эффективно. Клетка, возраст которой был сброшен до нуля, теряла свою специализацию — она не могла передавать нервные импульсы, вырабатывать коллаген или выполнять другие функции. Она превращалась в чистый потенциал, лишенный практической пользы.
Контролируемое омоложение: поиск золотой середины
Чтобы решить эту дилемму, исследователи по всему миру начали искать способ не просто запустить процесс обратного развития, а точно контролировать его, останавливая в нужный момент. Ранние эксперименты на мышах показали скромные результаты, позволяя "отмотать" время всего на несколько лет. Однако прорывная работа группы под руководством Вольфа Рейка, опубликованная в журнале eLife, продемонстрировала невиданный ранее результат — омоложение клеток человека на целых 30 лет, при этом они сохранили свою функциональность.
"Что нового и интересного в этом исследовании, так это то, что они подталкивают клетки к перепрограммированию контролируемым по времени способом", — отметил Мануэль Серрано, молекулярный биолог из Института исследований в области биомедицины в Барселоне, не участвовавший в работе. Он подчеркнул, что до сих пор точный контроль над факторами Яманаки был невозможен.
Ученые взяли за основу клетки кожи (фибробласты) у доноров в возрасте от 38 до 53 лет. Именно эти клетки критически важны для заживления ран, но с годами их активность падает. Используя вирусные векторы, исследователи ввели в клетки гены факторов Яманаки и начали эксперимент. Зная, что для полного "обнуления" требуется 50 дней, а между 10-м и 17-м днем клетки достигают биологического возраста 20-40 лет, ученые решили приостанавливать процесс в этом временном окне.
Эпидермис и дерма кожи головы человека под 100-кратным увеличением. Эпидермис состоит из кератинизированного расслоенного сквамозного эпителия.
Обратите внимание: Японские ученые осваивают технологии создания детей из клеток кожи.
Золотистый цвет имеет роговой слой, состоящий из прочного защитного белка кератина. Базальный слой находится над дермой (голубой). Также заметно уплощение эпителиальных клеток по мере их продвижения к поверхности. Дерма окрашена в синий цвет и состоит из большого количества волокнистой соединительной ткани, неправильной формы.| GettyImages
Оптимальный результат и оценка эффективности
На каждой остановке ученые проводили тщательный анализ, используя молекулярные "часы старения". Они оценивали эпигенетические изменения (модификации ДНК, связанные со старением и риском рака), измеряли выработку коллагена — ключевого белка для упругости кожи, а также проверяли подвижность клеток. Последний параметр особенно важен, так как для заживления раны фибробласты должны физически переместиться к поврежденному участку, и с возрастом эта способность снижается.
Идеальный баланс был найден на 13-й день эксперимента. Клетки не только демонстрировали эпигенетический профиль, соответствующий более молодому возрасту, но и сохраняли свои ключевые функции: активно производили коллаген и сохраняли высокую подвижность.
"Понимание того, что мы можем омолаживать клетки, было удивительным", — рассказала "Популярной механике" Инес Милагре, исследователь из Научного института Гюльбенкяна (Португалия) и соавтор исследования. "Но самым захватывающим было увидеть, что клетки стали функционально моложе", — добавила она.
Перспективы и препятствия на пути к клинике
Милагре называет эту работу важной вехой, доказывающей, что процессом омоложения можно управлять с высокой точностью. Однако она предупреждает, что до появления клинических методов лечения еще далеко. Главные риски связаны с потенциальной онкогенностью — активация факторов Яманаки может спровоцировать развитие рака. Кроме того, неясно, будет ли эта методика одинаково эффективна для других типов клеток, например, нейронов или клеток сердца. "Еще так много неизвестных", — констатирует исследовательница.
Вольф Рейк разделяет эти опасения и уже планирует следующий шаг — разработку более безопасных стратегий. Его цель — понять глубинную механику работы факторов Яманаки и выявить те конкретные молекулы (белки или РНК), которые они активируют. Если найти эти конечные "факторы омоложения", можно будет создать терапию, которая не требует прямого вмешательства в гены клетки, что значительно снизит риск побочных эффектов, включая рак.
"Мы могли бы назвать их "факторами омоложения", и они обеспечили бы более безопасный способ омоложения клеток", — говорит Рейк, намечая путь к будущим, более совершенным антивозрастным технологиям.
Теперь вы знаете больше ?. Оставляйте комментарии. Подписывайтесь, чтобы всегда быть в теме.
Свежая пятерка:
Почему некоторые существа практически бессмертны
Удивительно сложная физика переноски чашки кофе - без проливания
Успешная пересадка глаза никогда не проводилась. Почему?
Как редкое обоняние одной женщины помогает диагностировать серьезное заболевание
НАСА хочет передать послание инопланетянам, но это может выдать величайшие секреты человечества
#наука #новости #медицина #старение
Еще по теме здесь: Новости науки и техники.
Источник: Этот антивозрастной метод заставляет клетки кожи человека быть на 30 лет моложе, утверждают ученые.