Online812

13 лет понадобилось профессору генетики  Дэвиду Синклеру с коллегами из Гарвардской медицинской школы, чтобы ответить на вопрос, что движет старением клеток организма. И дело оказалось не в мутациях ДНК, как предполагали ученые в течение долгого времени. Считалось, что клетки ДНК с возрастом начинают мутировать и запускают процесс клеточной смерти. Но эта теория опровергалась тем фактом, что клетки пожилых людей часто не были пронизаны мутациями, и что животные или люди, несущие большее количество мутировавших клеток, не всегда стареют преждевременно.

Профессор Синклер сосредоточился на другой части генома, называемой эпигеномом. Поскольку все клетки имеют одинаковую схему ДНК, эпигеном — это то, что заставляет клетки кожи превращаться в клетки кожи, а клетки мозга соответственно  в клетки мозга. Эпигеном делает это, предоставляя разным клеткам разные инструкции – какие гены включать, а какие молчать. Эпигенетика похожа на инструкции-выкройки, которыми снабжают портних  при создании рубашек, брюк или курток. Исходная ткань одна и та же, но узор определяет, какую форму и функции примет в итоге предмет одежды. В организмах такие инструкции приводят к появлению клеток с различными физическими структурами и функциями.

В статье для научного журнала Cell Синклер и его команда сообщают, что ученые могут теперь не только  состарить в ускоренном режиме подопытных мышей, но также обратить вспять последствия этого старения.  И вернуть животным некоторые биологические признаки молодости. Эта обратимость является веским аргументом в пользу того факта, что старением движут не мутации ДНК, а ошибки в эпигенетических инструкциях, которые вдруг начинают идти наперекосяк.   Результаты последних исследований, похоже, подтверждают эту теорию. По словам Синклера, это похоже на то, как компьютерные программы накапливают ошибки и требуют перезагрузки. 

«В основе старения лежит информация, которую теряют клетки, а не просто накопление повреждений», — говорит он. «Это сдвигает сам подход к нашим размышлениям  о старении“. 

«Если бы причиной старения было то, что клетка наполнилась мутациями, то обращение возраста было бы невозможно», — говорит он. – Но мы убедились, что можем обратить процесс старения вспять, что система не повреждена, что существует резервная копия и что программу просто необходимо «перезагрузить» – утверждает профессор.

Американский журнал Time пишет, что профессор и его команда разработали способ перезагрузки клеток, по существу стирая искаженные сигналы, которые направляют клетки на путь старения. Они имитировали влияние старения на эпигеном, внося разрывы в ДНК молодых мышей.  После «состаривания» таким образом Синклер в течение нескольких недель увидел, что мыши начали проявлять признаки старения – у них изменился цвет меха, уменьшилась масса тела, несмотря на неизменную диету, снизилась активность.

Перезагрузка  - это сложный процесс в форме генной терапии , где гены инструктируют клетки как перепрограммировать самих себя. «Мы не производим стволовые клетки, а поворачиваем время вспять, чтобы они могли восстановить свою идентичность», — говорит Синклер. «Я был действительно удивлен тем, насколько универсально это работает».

Омоложение клеток у мышей — это классно, но будет ли этот процесс работать у людей? Это следующий этап для команды Синклера, которая уже  тестирует систему на приматах. Выглядит это так: исследователи прикрепляют биологический переключатель, который позволит им включать и выключать часы, связывая активацию генов перепрограммирования с антибиотиком доксициклином. Если дать животным доксициклин, то жизненные часы пойдут вспять, а прекращение приема препарата остановит процесс. 

В 2020 году Синклер сообщил, что у мышей этот процесс восстановил зрение старым животным. Новые исследования показывают, что этот подход может быть применен не только к той или иной ткани или органу, но и ко всему живому организму. Исследователи полагают, что именно глазные заболевания станут первым объектом испытаний системы на людях,  поскольку генная терапия может быть введена непосредственно в область глаз.

«Мы думаем о процессах, лежащих в основе старения, и о заболеваниях, связанных со старением, как о необратимых», — говорит Синклер. «В случае с глазами есть заблуждение, что вам нужно отрастить новые нервы. Но в некоторых случаях существующие ячейки просто не функционируют, поэтому, если вы их перезагрузите, они в порядке. Это новый взгляд на медицину».

Это может означать, что множество заболеваний, включая хронические состояния, такие как болезни сердца, и даже нейродегенеративные расстройства, такие как болезнь Альцгеймера, можно лечить в значительной степени путем обращения вспять процесса старения. 

Это исследование — лишь первый шаг в переосмыслении того, что значит стареть, и Синклер признает, что оно пока вызывает больше вопросов, чем дает ответов. «Мы не понимаем, как на самом деле работает омоложение, но мы знаем, что оно работает», — говорит он. «Мы можем использовать этот метод для омоложения частей тела и, надеюсь, для создания революционных лекарств. Теперь, когда я вижу пожилого человека, я не смотрю на него как на безнадежного  старика, я смотрю на него как на человека, чья система нуждается в перезагрузке. Вопрос уже не в том, возможно ли омоложение, а в том, когда мы этого добьемся».