Революционен „часовник на стареенето“, който може да ускори или обърне процеса.

За това говори д-р Дейвид Синклер, професор по генетика и съдиректор на Центъра за изследване на биологията на стареенето в Харвардското медицинско училище, в изследване, публикувано в списание Cell.


Учените, изучаващи стареенето, от години обсъждат какво точно стои в неговата основа и като цяло са се фокусирали предимно върху мутациите в ДНК, които с течение на времето могат да объркат нормалната работа на клетките и да задействат процеса на клетъчна смърт.


Но тази теория се сблъсква с два факта, които я разклащат сериозно - клетките на по-възрастните хора често не са изпъстрени с мутации, а животните или хората, които притежават по-голямо количество мутирали клетки, всъщност не остаряват преждевременно.


Затова Синклер се фокусира върху друга част от генома, наречена епигеном.

Тъй като всички клетки имат един и същ ДНК проект, епигеномът е това, което кара кожните клетки да се превръщат в кожни, а мозъчните - в мозъчни. Той постига мисията си, като дава различни инструкции на различните клетки кои гени да се включат и кои не.

Всъщност епигенетиката е подобна на инструкциите, които шивачите получават от клиентите си, за да създадат определена риза, панталон или сако. Началната тъкан е една и съща, но клиентът определя каква форма и функция ще има крайното изделие според неговите изисквания. При клетките епигенетичните инструкции водят до появата на клетки с различни физически структури и функции чрез процес, наречен диференциация.


Наистина ли искаме да живеем вечно?Ако може да ви бъде гарантирано по-здравословно съществуване, 20 или 30 допълнителни години звучат привлекателно, нали?

В статията за Cell Синклер и неговият екип съобщават, че не само могат да състаряват мишки по ускорен график, но и да обърнат ефектите от това стареене и да възстановят някои от биологичните признаци, характерни за по-ранните им фази на биологично развитие. Тази обратимост е силен аргумент в полза на факта, че основните фактори за стареенето не са мутации в ДНК, а грешки в епигенетичните инструкции, които по някакъв начин се натрупват.

Д-р Синклер отдавна предполага, че стареенето е резултат от преустановяването на критични инструкции, от които клетките се нуждаят, за да функционират. Той нарича концепцията си „информационна теория на стареенето“.

"В основата на стареенето е информацията, която се губи в клетките, а не само натрупването на увреждания", казва той. "Това е промяна на парадигмата и начина, по който мислим за стареенето. "

И резултатите от последните му изследвания изглежда подкрепят тази теория. По думите на учения „това е подобно на начина, по който софтуерните програми работят с хардуер - понякога се повреждат и се нуждаят от рестартиране“.

"Ако причината за стареенето беше, че клетката се е напълнила с мутации, тогава обръщането на възрастта не би било възможно", казва той. "Но като показваме, че можем да обърнем процеса на стареене, доказваме, че системата е непокътната, че има резервно копие и софтуерът трябва да бъде рестартиран."

Кой иска да е вечно млад? Учените вече знаят какОткритието има потенциал за терапевтична употреба при заболявания като рак и деменция

За мишките...

В теста си с мишки д-р Синклер и екипът му разработват начин за рестартиране на клетките, за да се активира резервното копие на епигенетичните инструкции, като по същество изчистват грешните сигнали, които проправят пътя на стареенето. Те имитират ефектите на стареенето върху епигенома, като въвеждат прекъсвания в ДНК на млади мишки. След като са "състарени" по този начин, в рамките на няколко седмици д-р Синклер установява, че мишките са започнали да проявяват признаци на напреднала възраст - включително сива козина, по-ниско телесно тегло въпреки непроменената диета, намалена активност и слабост.

Тук идва мястото на въпросния рестарт. Той се случва под формата на генна терапия, включваща три гена, които инструктират клетките да се препрограмират. В конкретния тест инструкциите са насочени към бъбречни и кожни клетки, които са сред най-податливите на стареене.

Тези гени са част от т.нар. фактори на стволовите клетки на Яманака - набор от четири гена, за които нобеловият лауреат Шиня Яманака открива през 2006 г., че могат да върнат часовника на възрастните клетки до ембрионалното им състояние, така че те да започнат развитието си или процеса на диференциация отначало.

Готови ли сте да работите на 80 години - и след това? Не само Джо Байдън преминава активно през златните си години. Броят на работещите американци на възраст над 80 години се е увеличил от 1980 г. насам

В случая на д-р Синклер той не иска да изтрие напълно епигенетичната история на клетките, а само да я рестартира, за да възстанови епигенетичните инструкции. Използването на три от четирите фактора в крайна сметка успява да върне часовника с около 57%, което се оказва достатъчно, за да направи мишките отново млади.

"Ние не създаваме стволови клетки, а връщаме часовника назад, за да могат те да възвърнат своята идентичност", казва д-р Синклер. "Бях наистина изненадан от това колко универсално действа този подход. Все още не сме открили тип клетка, която да не можем да състарим или подмладим“, казва ученият.

...и хората

Подмладяването на клетките при мишки е едно, но дали процесът ще проработи и при хората? Това е следващата стъпка за д-р Синклер, а екипът му вече тества системата при нечовекоподобни примати. Изследователите прикрепят биологичен превключвател, който ще им позволи да включват и изключват „часовника“, като свържат активирането на гените за препрограмиране с антибиотик - доксициклин.

Даването на доксициклин на животните се очаква да преустанови процеса на стареене, а спирането му – да върне организма към нормалното му развитие.

Понастоящем д-р Синклер провежда и лабораторни тестове на системата с човешки неврони, кожа и фибробластни клетки, които допринасят за образуването на съединителната тъкан. През 2020 г. той съобщава, че при мишки процесът възстановява зрението на по-възрастните екземпляри, но настоящите резултати показват, че той може да се прилага не само за една тъкан или конкретен орган, а за целия организъм.

Всичко това означава, че редица заболявания - включително хронични сърдечни проблеми и дори невродегенеративни разстройства като болестта на Алцхаймер, биха могли да се лекуват до голяма степен чрез обръщане на процеса на стареене, който води до тях. Дори преди да се стигне до този етап обаче това изследване може да се окаже важен нов инструмент за изследователите, които изучават тези заболявания.