Миші «помолодшали» після введення пептида

Одна й та сама тварина до і після терапії новим пептидом. Поріділа шерсть змінилася густою і блискучою.

Термін життя клітин - як і організмів - обмежений. Постарівши, клітини починають виділяти токсичні молекули, що отруйні їх оточення. Для вирішення цієї проблеми існує спеціальний механізм, званий давньогрецьким словом «апоптоз». Це процес, що призводить до загибелі постарілої клітини, який запускається зсередини. Однак іноді клітини відмовляються здійснювати суїцид. Замість цього вони «ховаються» в серці, легких, печінки, нирках і в головному мозку, де з часом стають причиною розвитку хвороб. Вчені давно вважають, що такі «дряхлеючі» клітини змушують нас старіти. Однак позбутися їх, не пошкодивши здорові тканини, раніше не вдавалося.


Вирішення цієї проблеми може міститися в результатах спільної роботи дослідників з Університету Еразма Роттердамського (нід. Erasmus Universiteit Rotterdam) та Інституту дослідження старіння Бака (Buck Institute for Research on Aging), опублікованої в журналі Cell. Вченим вдалося розробити речовину, яка, будучи введеною в організм миші, сконцентрувалася на боротьбі з постарілими клітинами і при цьому не торкнулася нормальних.

У тварин, які отримали новий препарат, покращився зовнішній вигляд вовни, а також стан печінки і нирок. Крім того, мабуть, миші стали енергійнішими - після лікування вони почали більше бігати в колесі і менше спати.

Новий препарат являє собою невеликий пептид, зібраний з амінокислот, «будівельних блоків» білків. Схожі пептиди вже розглядаються в якості засобу для лікування ішемічного інсульту. Автори нового дослідження планують незабаром приступити до вивчення безпеки своєї розробки із залученням добровольців.

Темна сторона

Коли ми старіємо, в наших клітинах накопичуються пошкодження ДНК. Хоча для ліквідації дрібних помилок існують спеціальні механізми, з часом порушень стає занадто багато, і у клітини з'являється вибір: запустити процес саморуйнування, стати злоякісною або зачаїтися в «одряхлівшому» стані. Спершу постарілі клітини вважалися корисними через їх здатність ускладнювати формування небезпечних пухлин. Однак близько 10 років тому ставлення до таких клітин змінилося.

«Було виявлено, що постарілі клітини виділяють величезну кількість сміття, вони не просто стоять осторонь, але негативно впливають», - пояснює керівник дослідження доктор Пітер де Кейзер (Peter de Keizer). Однак було невідомо, чи пов'язана ця «темна сторона» старих клітин зі старінням.

Минулого року вчені з Клініки Майо (Mayo Clinic) вивели лінію мишей, генетично модифікованих таким чином, щоб знищувати 50 - 70% присутніх в організмах постарілих клітин. Ці тварини прожили на 20% довше, ніж миші з контрольної групи. Навіть автори дослідження не очікували, що їм вдасться отримати такий результат. Робота підтвердила, що постарілі клітини дійсно впливають на старіння організму. І, якщо на них вдасться вплинути, можливо, процес старіння можна буде уповільнити. Питання було тільки в тому, як відтворити отриманий фахівцями лікарні Майо результат на людях, не вдаючись до методів генної інженерії.


Руйнуючи обмеження

Команда під керівництвом доктора Кейзера прийшла до наступного рішення: з'ясувати, що заважає постарілим клітинам запустити апоптоз, і відновити порушений механізм. Вивчивши особливості таких клітин на молекулярному рівні, вчені виявили, що певна поломка в ДНК запускає синтез білка p53. Саме він зупиняє програму «клітинного самогубства». Однак у постарілих клітинах присутній і інший білок, FOXO4, здатний зупинити роботу p53.

Вчені розробили пептид, що зв'язує FOXO4 і p53 і, таким чином, бере участь у запуску апоптозу. Оскільки в звичайних клітинах білок FOXO4 відсутній або присутній у дуже малих кількостях, на здорові клітини пептид практично не впливає.

Оскільки звичайні пептиди занадто великі, щоб пройти крізь клітинну мембрану, команді довелося скористатися спеціальною технологією, що отримала популярність відносно недавно. Так звані «проникаючі в клітку пептиди» (cell-penetrating peptides), як це випливає з їх назви, здатні самостійно переміщатися і проникати в клітини - в тому числі, в клітини мозку. Важливо також те, що пептиди, які проникають в клітку, простіше адаптувати для використання у людей.

Спочатку команда досліджень протестувала свою розробку на генетично модифікованих мишах, які старіли дуже швидко. Хоча на момент початку лікування вони перебували приблизно в середині життя, фізичний стан тварин залишав бажати кращого. Модифікованих мишей відрізняла шерсть, що вилізла місцями, згорблена поза, сонливість і субтильність. Але вже після 4 тижнів лікування відбулися суттєві зміни.

Спочатку дослідники не планували фокусуватися на стані вовни, але піддослідним тваринам вдалося відростити настільки гладкий і густий хутро, що цей факт довелося включити в звіти. Крім того, у мишей відновилася порушена процесами старіння робота нирок.

Крім того, якщо до початку лікування передчасно зістарені миші воліли дрімати в своїх клітинах, то після завершення курсу вони стали пробігати в колесі близько трьох миль. Це приблизно в чотири рази більше, ніж пробігали тварини з контрольної групи, які отримували «лікування», неактивною речовиною, що використовувалася для розведення пептида.

Наступним кроком було відтворення експерименту на нормально старіючих мишах. У тварин спостерігалося подібне поліпшення функції нирок. Дослідницька поведінка також активізувалася. В іншому експерименті мишам ввели хіміотерапевтичний препарат, відомий своєю здатністю пошкоджувати ДНК таким чином, що кількість постарілих клітин в організмі починає збільшуватися. Цього разу пептид зміг захистити печінку тварин від пошкодження і допоміг їм підтримувати масу тіла в процесі хіміотерапії.


Результати експериментів дозволили авторам дослідження назвати новий пептид «потужним препаратом, здатним відновити втрачене внаслідок природного старіння здоров'я». Вчені також зазначили, що пептид може стати новим знаряддям боротьби з постарілими клітинами і хворобами, якими викликаються.

Від мишей до людей

Ввести пептид в людський організм набагато простіше, ніж створити популяцію генетично модифікованих людей. Однак оскільки пептиди розщеплюються в шлунку, мабуть, препарат доведеться отримувати у формі ін'єкцій. Але щоденний (або щотижневий) укол - не надто висока плата за збільшення тривалості життя.

Складніше вирішити питання безпеки. Оскільки новий препарат - якщо він почне використовуватися в клінічній практиці - буде вводитися переважно літнім людям, він повинен дуже добре переноситися. Попередні спроби розробки засобів для знищення клітин були визнані невдалими саме через серйозні побічні ефекти.

Зараз вчені планують протестувати новий пептид за участю добровольців, які страждають агресивною формою раку головного мозку. Маркери старіння у клітин такого типу раку схожі з маркерами одряхлих клітин. Однак спочатку дослідники проведуть серію експериментів in vitro, і тільки якщо вони виявляться успішними, вчені почнуть боротися з віковими захворюваннями у людей.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND