Генетически усиленные мезенхимальные стволовые клетки: шаг к омоложению
Команда ученых Китайской академии наук сделала прорыв в изучении омоложения, представив инновационные мезенхимальные стволовые клетки, специально доработанные для устойчивости к старению. Эти клетки были усилены геном FOXO3, который известен своей ключевой ролью в формировании долгожительства у человека. Новаторский подход позволил получать клетки (SRCs) с улучшенной способностью противостоять возрастным повреждениям и поддерживать работу тканей на высоком уровне.
Мезенхимальные стволовые клетки традиционно добываются из костного мозга, жировых тканей, пуповинной крови и целого ряда других источников. Они жизненно важны для восстановления органов после травм и поддержания их оптимального функционирования. Тем не менее, с возрастом эффективность таких клеток снижается из-за хронических воспалительных процессов и окислительного стресса. Ученые сосредоточились на создании таких стволовых клеток, которые смогли бы не только избегать старения, но и противостоять злокачественной трансформации.
Эксперимент на макаках: 44 недели новых открытий
Важнейшим этапом этой работы стало 44-недельное исследование с применением SRC-клеток у пожилых макак (их возраст сопоставим с 60-70 человеческими годами). Каждые две недели животные получали внутривенные инъекции генетически усиленных стволовых клеток с активированным геном FOXO3. Такой подход был выбран не случайно: предыдущие работы ученых показали, что именно уменьшение активности FOXO3 тесно связано с процессами старения у приматов и снижением их жизнеспособности.
Впервые стало возможным изучить, как инновационная клеточная терапия повлияет не на грызунов, а на обезьян, что защищает релевантность открытия для человека. Доклинические модели на приматах особо ценны, поскольку их биология максимально близка человеческой.
Технологии оценки биологического возраста: эпигенетические и транскрипционные часы
Для детального анализа процессов старения и омоложения ученые применили уникальные технологии: так называемые "часы старения". Были использованы два типа оценок – transcriptAge (основанные на профиле экспрессии генов) и DNAmAge (выявляющие биологический возраст по паттернам метилирования ДНК). TranscriptAge показывают, насколько "молоды" клетки с точки зрения активности их ДНК, а DNAmAge отмечают химические изменения, связанные с возрастом.
Результаты поражают своим оптимизмом: после курса терапии с использованием SRC удалось уменьшить биологический возраст макак в среднем на 3,34 года по transcriptAge. Причем омолаживающий эффект зафиксирован в более чем половине исследованных тканей. Особенно ярко положительные изменения проявились у самок – именно у них репродуктивная система продемонстрировала максимальное омоложение.
Явное омоложение тканей и органов: возможности для будущего
Лидерами по сбрасыванию лет стали кожа (минус 5,56 года), легкие (минус 4,08 года), а также скелетные мышцы – как брюшные, так и квадрицепсы (минус 4,91 года и 3,52 года соответственно). Существенное омоложение было отмечено в селезенке и гиппокампе – ключевом участке мозга, отвечающем за обучение, память и регенерацию нервных клеток.
Оценка по эпигенетическим часам (DNAmAge) показала сходные результаты: мозг, скелетные мышцы и селезенка "омолодились" в среднем на 4,98, 4,02 и 2,12 года соответственно. Это убедительно демонстрирует, что внедрение стволовых клеток способно замедлить процессы деградации тканей у приматов самых разных возрастов.
Омоложение мозга: успехи в нейрогенезе
Особое внимание исследователи уделили мозгу, в частности гиппокампу. С использованием инновационной методики "часы старения" на основе транскриптомы отдельных ядер стало возможным оценить влияние SRC на различные типы клеток мозга. Вывод оказался весьма обнадеживающим: те клетки гиппокампа, которые в первую очередь отвечают за способность к обучению и память, сбросили до 2,47 года биологического возраста в среднем.
Огромный скачок омоложения показали незрелые тормозные и возбуждающие нейроны (ImmInN и ImmExN) — их биологический возраст снизился на 7,19 и 6,10 лет соответственно. Это открывает путь для восстановления нейрогенеза и доказательства того, что старение мозга не является необратимым процессом.
Позитивные эффекты и перспективы для человека
Помимо очевидного омоложения тканей, SRC показали себя как мощный инструмент для поддержания когнитивных функций, плотности костной массы и репродуктивного здоровья. Такой далеко идущий эффект объясняется действием экзосом — микровезикул, которые выделяются внесенными стволовыми клетками и распределяют по организму "посылки" с молекулами, необходимыми для восстановления и защиты от старения.
За время наблюдения ни у одного животного не возникло выраженных побочных эффектов. Наоборот, заметно уменьшались признаки хронических воспалительных процессов, снижение клеточной жизнеспособности, признаки дегенерации тканей.
Методы, разработанные в Китайской академии наук, включают не только новые подходы к выращиванию клеток, но и комплексную систему оценки их эффективности по воздействию на старение у приматов. Хотя терапия еще находится на ранней стадии, результаты уже сейчас позволяют поверить, что в обозримом будущем аналогичные методы станут доступны и для человека. Такая инновационная стратегия повысит качество жизни, откроет перспективы для борьбы с возрастозависимыми заболеваниями и, возможно, поможет человеку в будущем сохранить молодость надолго.
Источник: naked-science.ru
