Перепрограммирование клеток крови в нервные стволовые клетки позволило убрать до 95% возрастных эпигенетических отметок. Процесс занял около 50 дней и продолжался даже при подавлении деления клеток
Учёные Боннского университета показали, что клетки человека могут постепенно терять признаки старения, не превращаясь при этом в эмбрионоподобные стволовые клетки. Команда получила индуцированные нейральные стволовые клетки из клеток крови доноров в возрасте от новорождённых до 101 года. У клеток самых пожилых участников эксперимента эпигенетический возраст снизился до 13% от исходного, а при дальнейшем культивировании — до 5%. Иными словами, по показаниям используемых биологических часов от возрастных изменений осталось лишь небольшая часть.
Для этого исследователи использовали два фактора перепрограммирования — SOX2 и cMYC. Они заставляют клетки крови менять свою «специализацию» и приобретать свойства нейральных стволовых клеток, способных давать начало нейронам, астроцитам и олигодендроцитам. В отличие от классического метода получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, такая процедура не требует прохождения через состояние, близкое к эмбриональному.
Это принципиально важно: плюрипотентные клетки способны превращаться практически в любые типы тканей, а их неконтролируемое размножение и активность факторов перепрограммирования связаны с риском образования опухолей.
Источник изображения: сгенерировано Muse
Самым неожиданным открытием оказалась продолжительность омоложения. Обычно перепрограммирование клеток в плюрипотентное состояние происходит сравнительно быстро, но в случае с нейральными стволовыми клетками возрастные эпигенетические отметки исчезали постепенно. Основная часть изменений занимала около 50 дней. Учёные отслеживали этот процесс по метилированию ДНК — химическим меткам, расположенным на молекуле ДНК и используемым специальными алгоритмами для оценки биологического возраста клеток.
Затем команда проверила, зависит ли омоложение от интенсивного деления клеток. Для этого замедляли размножение с помощью специальных веществ, а в отдельном эксперименте заставляли часть клеток переходить к нейрональной специализации. В обоих случаях снижение эпигенетического возраста продолжалось. Значит, исчезновение возрастных отметок нельзя объяснить просто тем, что старые клетки многократно делились и заменялись новыми. Как именно запускается этот процесс, предстоит изучить.
Есть и важная оговорка: эпигенетический возраст — не прямое измерение функционального состояния клетки. Перестройка клеточной специализации сама по себе может влиять на показания биологических часов, а нервные клетки и клетки крови имеют разные возрастные характеристики. Авторы признают, что это может завышать степень омоложения. Тем не менее изменения затронули не только показания эпигенетических часов: у полученных нейральных стволовых клеток исчезли и другие признаки старения, включая характерные изменения клеточного ядра, нарушения аутофагии и признаки клеточного старения.
Главное значение работы — возможность впервые подробно проследить, как именно клетка избавляется от возрастных признаков. Раньше быстрое перепрограммирование не позволяло разобрать этот процесс по этапам. Теперь у учёных появилась модель, в которой можно проверять, какие молекулярные механизмы запускают омоложение и какие факторы на него влияют. В перспективе это может помочь разработать способы восстановления стареющих тканей и лечения возрастных заболеваний. Однако до омолаживающих процедур для людей ещё далеко: пока исследователи не установили сам механизм и не доказали, что аналогичный эффект можно безопасно вызвать в организме.
