Учені знайшли спосіб повернути клітинам молодість: як це працює

Німецькі науковці перепрограмували клітини-попередники еритроцитів 80-річної людини в нейронні стовбурові клітини з епігенетичним віком менш як 20 років. Молекулярні маркери старіння відповідали показникам, характерним для людей приблизно на 60 років молодших за донора.

Дослідження провели науковці Боннського університету та Університетської клініки Бонна під керівництвом професора Олівера Брюстле. Результати роботи опублікували в науковому журналі Aging Cell.

Як учені омолодили клітини крові 80-річної людини

Науковці пояснюють, що всі клітини людського організму походять від однієї заплідненої яйцеклітини й мають однаковий генетичний код. Однак у процесі розвитку вони спеціалізуються та виконують різні функції. Через це клітини крові або шкіри зазвичай не можуть самостійно перетворюватися на нервові клітини.

Дослідники з Бонна знайшли спосіб змінити цю спеціалізацію за допомогою факторів транскрипції — білків, які регулюють активність генів. Для перетворення попередників еритроцитів на нейронні стовбурові клітини вони використали два фактори — SOX2 та cMYC.

«Використовуючи цей метод, ми безпосередньо перетворили попередників еритроцитів у нейронні стовбурові клітини», — пояснив Олівер Брюстле, директор Інституту реконструктивної нейробіології Університетської клініки Бонна.

На відміну від деяких інших методів перепрограмування, розроблений підхід не передбачає повернення клітин до плюрипотентного стану, за якого вони можуть розвиватися майже в будь-який тип клітин організму. Натомість науковці одразу спрямували їхнє перетворення на формування нервових клітин.

Процес тривав понад 100 днів. Упродовж цього часу команда відстежувала зміни епігенетичних маркерів, за якими можна оцінювати біологічний вік. Як наголосив Брюстле, важливо не лише зафіксувати ознаки омолодження, а й з’ясувати, чи відображаються вони на функціонуванні отриманих клітин.

«Це епігенетичне омолодження гарантує, що клітини насправді поводяться як молоді клітини», — зазначив професор.

На скільки років омолодилися клітини та як це виміряли

Вік клітин науковці вимірювали за допомогою епігенетичних годинників — алгоритмів, які аналізують зміни метилювання ДНК. Такі зміни не змінюють генетичний код, але впливають на активність генів і дозволяють оцінити біологічний, а не паспортний вік клітини.

«Вже до 50-го дня дослідження клітини, взяті у 80-річного донора, демонстрували біологічні характеристики, притаманні організму віком до 20 років, тобто омолодилися на 60 років», — ідеться в матеріалі про дослідження.

Учені також перевірили клітини донорів віком від народження до 101 року. Після перепрограмування вони зберігали лише невелику частину ознак початкового віку: на ранніх етапах — близько 13%, а на пізніших — приблизно 5%.

«Це епігенетичне омолодження гарантує, що клітини насправді поводяться як молоді клітини», — пояснив професор Олівер Брюстле.

Чи допоможе омолодження клітин лікувати хвороби мозку

За оцінкою науковців, дослідження може допомогти краще зрозуміти механізми клітинного старіння та розробити нові підходи до вивчення нейродегенеративних захворювань, зокрема хвороби Альцгеймера.

«Оскільки вік є ключовим фактором ризику розвитку нейродегенеративних захворювань, зокрема хвороби Альцгеймера, нова експериментальна модель допоможе краще зрозуміти механізми відновлення тканин і випробувати речовини, здатні сповільнювати старіння або повертати цей процес назад», — ідеться в повідомленні Боннського університету.

Науковці зазначають, що отримані нейронні стовбурові клітини можна використовувати в лабораторії для вирощування нейронів та інших типів нервових клітин. Це відкриває можливості для вивчення старіння нервової системи та дослідження захворювань мозку.

Дослідження поки що перебуває на лабораторному етапі. Метод не є готовим способом омолодження організму чи лікування неврологічних захворювань і потребує подальшого вивчення.