Миші з наддовжніми теломерами виросли стрункіше і здоровіше однолітків

Іспанські вчені виростили мишей з аномально довгими теломерами. Виявилося, що такі миші не тільки живуть довше звичайних тварин, але і відрізняються завидним здоров'ям: у них менше вміст жиру в тілі, вища чутливість до інсуліну і менше старих клітин у тканинах. Можна було очікувати, що надденні теломери спровокують розвиток пухлин - але і вони зустрічалися у експериментальних тварин в два рази рідше, ніж у їх однолітків з контрольної групи. Примітно, що всіх цих ефектів дослідники домоглися без генетичних маніпуляцій. Робота опублікована в журналі

Укорочення теломер - кінцевих ділянок ДНК - вважається однією з ключових ознак старіння. Коли теломери досягають критичної довжини, клітина перестає розмножуватися і стає сенесцентною, тобто дряхлою. Цей процес, судячи з усього, лежить в основі виснаження клітинних запасів у тканині - коли клітини нездатні ділитися, вони не можуть і закладати пошкодження в тканині.

Впоратися з вкороченням теломер можна було б за допомогою теломерази - ферменту, який активний в ембріональних і дорослих стовбурових клітинах і надбудовує кінці хромосом. Існують навіть препарати, які активують теломеразу в дорослому організмі, проте їх клінічний ефект поки вкрай неоднозначний. Проте, вчені побоюються того, що надмірна активність теломерази і не в міру довгі хромосоми можуть викликати розвиток пухлин. Принаймні, довжина теломер у дорослих людей корелює не тільки з тривалістю життя, але і з частотою виникнення деяких типів раку.

Щоб оцінити шкоду від довгих теломер, Мігель Муньос-Лоренте (Miguel A. Mu^ oz-Lorente) і його колеги з Іспанського національного центру створили лінію мишей зі наддлінними теломерами. Для цього вони використовували метод, який розробили ще кілька років тому.

Тоді вчені з'ясували, що теломераза особливо активна в ембріональних стовбурових клітинах, які складають зародок на стадії декількох днів, а потім, у міру диференціювання клітин, її робота поступово сходить нанівець. Дослідники забирали у зародків миші ембріональні стовбурові клітини і вирощували їх у культурі, не даючи перетворюватися на різні клітинні типи. При цьому теломераза продовжувала працювати, поки теломери не стали в два рази довшими, ніж в середньому у мишей.

Зараз же дослідники взяли стовбурові клітини зі сверхдлиными теломерами і ввели їх у звичайні зародки мишей. Клітини позначили зеленим флуоресцентним білком, щоб відрізняти їх від клітин реципієнта. І виявилося, що з таких зародків можуть вирости хімерні миші: плацента і зародкові оболонки у них складаються з тканин реципієнта, а ось сам ембріон і майбутня миша повністю побудовані з флуоресцентних клітин з довгими теломерами.

Автори роботи простежили за життям таких мишей з народження і до смерті. Перше, на що вони звернули увагу - це комплекція цих мишей: вони були суттєво стрункішими за своїх городичів. Виявилося, що справа у відсотку жиру: м'язова маса у контрольних і експериментальних тварин не розрізнялася, а ось товщина підшкірного шару і загальна кількість жиру в тілі у других було помітно нижче.

Дослідники перевірили, наскільки стрункість мишей позначилася на їхньому здоров'ї. Вони виявили, що в крові мишей з довгими теломерами в два-три рази менше ліпопротеїнів низької щільності - так званого «поганого холестерину». Крім того, експериментальні миші були більш чутливі до інсуліну і швидше справлялися з підвищенням кількості глюкози в крові.

Як і слід було очікувати, довгі теломери продовжили мишам і життя в цілому: середню тривалість життя - на 13 відсотків, а максимальну - на 8. А ось ризик розвитку пухлин при цьому не виріс: у експериментальних мишей рак зустрічався в два рази рідше, ніж у контролю. Помирали ж ці тварини в основному через інші вікові хвороби, наприклад, інфекції матки.

Потім автори роботи перевірили, що відбувається в тканинах у дорослих експериментальних мишей. Вони виявили, що теломери у них в будь-якому віці довші, ніж у контрольної групи - нехай не в два рази, але на 25-50 відсотків. При цьому теломераза в дорослих клітинах не працювала - тобто довгі теломери вони зберегли ще з зародкового періоду. Інших прикмет старіння вчені теж знайшли менше, ніж у контролі - клітини з пошкодженою ДНК або ознаками старості у експериментальних тварин зустрічалися в кілька разів рідше.

Таким чином, дослідники розвіяли побоювання своїх колег про те, що довгі теломери можуть спричинити негативні наслідки для здоров'я ссавців. Показово і те, що подовжити мишам теломери вони змогли без будь-яких генетичних маніпуляцій - просто збільшивши період, який ембріональні клітини проводять у стовбуровому стані. На даний момент, звичайно, складно собі уявити, як це можна було б застосувати до людини, проте сам факт того, що теломери можна подовжити негенетичним шляхом і продовжити таким чином життя, виглядає обнадійливим.

Раніше вчені виявили, що теломери страждають від внутрішньоклітинних стресів сильніше, ніж вся інша ДНК, тому що вільні радикали атакують їх в першу чергу. А також, вивчивши динаміку теломер у різних ссавців, дійшли висновку, що значення має не загальна їх довжина, а швидкість, з якою вони губляться.