Главная » Хабрахабр » Ученые нашли способ обратить процесс старения клеток

Ученые нашли способ обратить процесс старения клеток

Теперь можно перестать мечтать. Многие люди мечтают, что при их жизни найдут способ остановить старение. Исследователи смоги не только остановить, но и обратить процесс старения – вернув человеческие клетки обратно к их «молодому» состоянию. Реальная жизнь переплюнула научную фантастику. Ученые рассчитывают, что скоро их открытие позволит создавать лекарства против естественной дегенерации тканей. Правда, пока что только в лаборатории. И указывают на то, какие продукты нам нужно употреблять, чтобы достичь похожего эффекта в своём организме.

Главный вопрос: почему мы стареем

С ним связывают большинство хронических заболеваний, включая рак, диабет и деменцию. Старение можно рассматривать как прогрессирующее снижение качества работы человеческого тела. Но в последнее время ученые считают, что главным виновником является накопление так называемых «старых» клеток. Есть масса причин, по которым наши клетки и ткани перестают функционировать.

Они демонстрируют радикально измененный дегенеративный фенотип в сравнении с их растущими аналогами. «Старые клетки» – поврежденные клетки, которые не только не работают должным образом (например, перестают делиться), но и нарушают функции клеток вокруг них. Чем меньше внутри вас стареющих клеток или чем быстрее они заменяются новыми – тем вы физически моложе.


Старая клетка

Например, оно позволило избежать развития катаракты в мышах. Устранение этих старых, плохо работающих клеток в животных в 2011 году показало замедление прогрессирования болезней, связанных со старением.

В числе вероятных виновников – случайные повреждения ДНК, воздействия воспалений в тканях и повреждение со временем защитных молекул (теломер) на конце хромосом. Ученые до сих пор точно не уверены, почему у нас появляется всё больше таких «старых» клеток по мере того, как мы взрослеем. До 70-х годов бытовало мнение, что у каждой клетки есть определенное число циклов деления, после которого она останавливается и умирает, но потом доказали, что это не так: клетка может «устареть» в любой момент, с определенным шансом, зависящим от окружающей её среды.

Одна из последних теорий, которая набрала популярность, – причиной старения клеток является потеря их способности включать и выключать гены в нужное время и в нужном месте.

Гены и их сообщения

Каждая клетка в теле содержит всю информацию, необходимую для развития жизни: даже из вашей слюны в теории можно вырастить вашего клона. По мере взросления мы теряем способность контролировать работу своих генов. Это и позволяет клеткам сердца отличаться от клеток печени или почки, несмотря на то, что все они содержат одни и те же гены. Но не все гены «включены» в разных тканях и разных ситуациях.


Слева – нормальная клетка, справа – старая клетка

В этом послании хранится вся информация, необходимая для создания того, что будет делать этот ген. Когда ген активируется сигналами изнутри или снаружи клетки, он отсылает молекулярное сообщение (РНК). Так клетка «сообщает» своей ткани, в чем она сейчас нуждается для нормального развития. С 2008 года мы знаем, что 95% наших генов могут отсылать несколько разных типов сообщений – в зависимости от потребностей клетки. А если рецепты перестают отправляться, клетка постепенно «худеет» и перестает выполнять свою функцию. Каждый ген можно считать «рецептом» того, что хочет сделать клетка: если она родилась на кухне, делающей шоколадные пироги, а все полки вокруг забиты только сахаром и ванилью, это её единственный способ попросить организм сходить в магазин за новыми покупками.

Со временем объем таких факторов, которые производятся организмом, снижается. Решение о том, какой тип сообщения выдаст клетка в любой момент времени, производится группой из примерно 300 белков, которые сейчас называют «факторами сращивания» («факторами соединения»). В результате возникает накопление «старых» клеток, которые не способны включать нужные им гены и реагировать на изменения в окружающей среде.

Последние исследования показали, что уровни этих важных белков-регуляторов снижаются в образцах крови пожилых людей, а также в изолированных человеческих стареющих клетках разных типов тканей.

Как восстановить «старые» клетки

Клетка не умирает, она просто теряет возможность правильно выполнять свою функцию. Белки-регуляторы и, соответственно, гены в «старых» клетках можно заставить снова работать. Недавно способ возвращения наших клеток обратно к своему «молодому» состоянию продемонстрировали Лорна Харрис, Мэтт Вайтмен и их команда из Эксетерского университета (здесь их работу можно почитать бесплатно). Значит, надо её «встряхнуть», и дать ей снова вернуться к выполнению своих задач.


Профессор Лорна Харрис

Оказалось, что если обработать старые клетки химическим веществом, содержащим небольшое количество сероводорода (H2S), число «факторов сращивания» вырастает, гены начинают включаться, и клетка снова возобновляет свою нормальную работу. В своём докладе ученые объясняют, как они пытались найти способы запустить обратно выпуск «факторов сращивания».

Но вещество очень токсично в больших дозах, и исследователи не могли найти способ его безопасной доставки в нужную часть клетки. Ранее, в апреле этого года, группа из 12 ученых показала, что H2S снижает связанные со старением болезни в животных. Были протестированы разные модуляторы – химические соединения, которые могли бы «приплыть» к клетке, произвести с ней химическую реакцию, и отдать ей сероводород.

Он медленно отдает H2S, мимикрируя стандартную активность здорового организма. Из исследования 2013 года было известно, что донор сероводорода GYY4137 может помогать с атеросклерозом, если давать его мышам. С его помощью ученые и смогли доставить молекулу H2S прямо к митохондрии – структуре, отвечающей за производство энергии в клетке.


Доставка H2S в человеческую клетку разными методами, результат через 24 часа (чем чернее – тем клетка старее, то есть тем меньше в ней работающих генов-регуляторов)

Доктор Ева Латорре, помогавшая в исследовании, была поражена масштабом и быстротой изменений в клетках: На протяжении 24 часов клеткам давалось 100 мкг/мл Na-GYY4137 (также тестировалось несколько других вариантов доноров H2S – AP39, AP123 и RT01).

Старые клетки стали выглядеть, как молодые.
Когда я увидела, как много клеток в культуре начали возвращаться к активности, я не могла в это поверить.

Профессор Харрис рассказывает в докладе:

Они снова начинают расти, а их теломеры – окончания хромосом, сокращающиеся с возрастом – становятся длиннее, будто они находятся на молодых клетках. Наше исследование показывает, что если вы воздействуете на старые клетки молекулами, которые восстанавливают уровни факторов сращивания, эти клетки могут снова начать демонстрировать некоторые особенности молодости. Сейчас требуется больше исследований, чтобы установить истинный потенциал для такого рода подходов к решению дегенеративных последствий старения.

Они не уверены, что это позволит радикально продлить длительность жизни человека (скажем, до 150 лет), но говорят, что это однозначно повысит качество жизни старых людей, позволив им уменьшить эффекты от хронических болезней, а также снизить шансы инсульта, сердечных заболеваний и рака. Харрис и Вайтмен рассчитывают, что с помощью таких молекулярных инструментов можно будет устранять «старые» клетки в живых людях и возвращать их к нормальной работе.

Фонтан молодости

Оказывается, очень полезно есть чеснок. Из прочтения всех этих исследований я для себя вынес одну важную вещь. А в результате реакции аллицина с эритроцитами образуется небольшое количество сероводорода. Он содержит аллицин (который и является причиной характерного резкого запаха). Сероводород в небольших дозах защищает организм от сердечно-сосудистых заболеваний и показывает противовоспалительные, спазмолитические, вазодилатирующие и цитопротективные свойства. Это помогает снизить напряжение кровеносных сосудов (в исследованиях – до 72%). А теперь еще и подтвердилось, что при благоприятных условиях он может обращать процесс старения клеток, восстанавливая нормальную работу их генов. Он также (дамы, закройте глаза) играет роль в расширении сосудов полового члена, необходимом для осуществления эрекции.

Один из руководителей научной группы, исследовавшей этот эффект, доктор Дэвид Краус, говорит, что:

В странах с высоким потреблением чеснока, в Средиземноморье и на Ближнем Востоке, отмечается низкий уровень сердечно-сосудистых заболеваний.
Результаты нашей работы показывают, что крайне полезно включать чеснок в свой рацион.

Исследователи также предлагают использовать уровень выделения сероводорода эритроцитами для стандартизации пищевых добавок на основе чеснока.

К большому сожалению, «хакнуть» систему, глотая целые зубчики, чтобы избежать противного запаха, здесь не получится. После прочтения этого я, наверное, попробую всё-таки включить чеснок в свою диету, хоть мне он и не нравится. Зубчик, съеденный целиком, не обладает особыми лечебными свойствами, как и термически обработанный чеснок (да, весь тот чеснок, который вы ели в плове или борще, не считается). Аллицин появляется в чесноке только если его разрезать или раскусить: при разрушении клеток происходит химическая реакция, и он синтезируется из предшественника аллиина и фермента аллициназы. А вот натертая зубчиком корочка хлеба уже начинает работать во всю.


Результаты исследования ресвератола (та же команда работала с ним в 2017 году)

Альтернатива, которую ранее тоже тестировали Лорна Харрис и Мэтт Вайтмен, пусть и с меньшим эффектом, – аналоги ресвератола. Употребление чеснока не рекомендуется при заболеваниях почек, желчекаменной болезни, язве желудка или кишечника, гепатите и других заболеваниях печени. Биологические эффекты не настолько сильны, как в аллицине, но ресвератол тоже однозначно омолаживает человеческие клетки – по крайней мере, в пробирке. Это вещество можно найти в красном вине, черном шоколаде, кожуре красного винограда и черники, какао и арахисе.

О других исследованиях способов борьбы со старением в прошлом году отличный пост написала @mary_arti.

S. Мы в Pochtoy.com доставляем посылки из США. P. А еще у нас сейчас идет крутая акция в честь начала школьного года. Регистрация с кодом HABR – $7 вам на счет. Наши операторы бесплатно оформят для вас заказ, выкупят товары и объединят посылки из разных магазинов, чтобы вы сэкономили еще больше. На ближайший месяц доставка из 16 самых популярных магазинов США – со скидкой 10%.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Больше всех пахала лошадь, но председателем колхоза так и не стала

Мне стало интересно понять профит от этих штук. В последнее время в мобильном сообществе часто можно услышать про Flutter, React Native. В итоге было создано 4 (одинаковых с точки зрения выполняемых функции) приложения: нативное Android, нативное iOS, Flutter, React Native. ...

Бесплатная трансляция DotNext 2018 Moscow

Меньше недели осталось до конференции DotNext 2018 Moscow: она пройдет в конгресс-парке гостиницы «Рэдиссон Ройал Москва» 22-23 ноября. Между докладами будут вестись интервью с ключевыми спикерами конференции. По традиции, прямо на YouTube будет открыта бесплатная онлайн-трансляция первого зала (ссылка спрятана ...