Мечта об омоложении всего организма станет реальностью.
Новое исследование: открытие химических средств, обращающих вспять процесс старения и запускающих восстановление клеточных функций. Исследовательская работа опубликована 12.07.2023 в журнале “ Aging” под названием «Химически индуцированное перепрограммирование для обращения вспять клеточного старения».
Исследования провела команда ученых Чжэ Хен Ян (Jae-Hyun Yang), Кристофер А. Петти, (Christopher A. Petty), Томас Диксон-МаКдугалл (Thomas Dixon-McDougall), Мария Вина Лопес (Maria Vina Lopez), Александр Тишковский (Alexander Tyshkovskiy), Сунь Мэйбери-Льюис (Sun Maybury-Lewis), Сяо Тянь (Xiao Tian), Набила Ибрагим (Nabilah Ibrahim), Чжили Чен (Zhili Chen), Патрик Т. Гриффин (Patrick T.Griffin), Мэтью Арнольд (Matthew Arnold), Цзянь Ли (Jien Li), Освальдо А. Мартинес (Oswaldo A. Martinez), Александр Бен (Alexander Behn), Райан Роджерс-Хаммонд (Ryan Rogers-Hammond), Сюзанна Анджели (Suzanne Angeli), Вадим Н. Гладышев (Vadim N. Gladyshev), и Дэвид А. Синклер (David A. Sinclair) из Гарвардской медицинской школы, Университета штата Мэн и Массачусетского технологического института (MIT)
Выводы команды основаны на открытии, что экспрессия специфических генов, называемых факторами Яманаки, может превращать взрослые клетки в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК). Это открытие, удостоенное Нобелевской премии, подняло вопрос о том, возможно ли обратить вспять клеточное старение, не заставляя клетки становиться слишком молодыми и становиться злокачественными.
В новом исследовании ученые провели скрининг на наличие молекул, которые в сочетании могут обратить вспять клеточное старение и омолодить клетки человека. Они разработали высокопроизводительные клеточные анализы, позволяющие отличать молодые клетки от старых и стареющих, включая часы старения на основе транскрипции, а также провели анализ компартментализации нуклеоцитоплазматических белков (NCC) в реальном времени. В результате захватывающего открытия команда определила шесть химических коктейлей, которые восстанавливают NCC и профили транскриптов всего генома до состояния молодости и обращают вспять транскриптомный возраст менее чем за неделю.
«Отличительной чертой эукариотического старения является потеря эпигенетической информации, процесс, который можно обратить вспять. Ранее мы показали, что эктопическая индукция факторов Яманаки OCT4, SOX2 и KLF4 (OSK) у млекопитающих может восстановить паттерны метилирования ДНК в молодости, профили транскриптов и функцию тканей без стирания клеточной идентичности, процесса, который требует активного деметилирования ДНК. Для скрининга молекул, которые обращают клеточное старение вспять и омолаживают клетки человека без изменения генома, мы разработали высокопроизводительные клеточные анализы, которые отличают молодые клетки от старых и стареющих, включая основанные на транскрипции часы старения и анализ нуклеоцитоплазматической компартментализации (NCC) в реальном времени. Мы определили шесть химических коктейлей, которые менее чем за неделю и без ущерба для клеточной идентичности восстанавливают молодой профиль транскриптов всего генома и обращают вспять транскриптомный возраст. Таким образом, омоложение путем обращения вспять возраста может быть достигнуто не только генетическими, но и химическими средствами».
Исследователи из Гарварда ранее продемонстрировали, что действительно возможно обратить вспять клеточное старение без неконтролируемого роста клеток путем вирусного введения в клетки специфических генов Яманаки. Исследования зрительного нерва, ткани головного мозга, почек и мышц показали многообещающие результаты: улучшение зрения и увеличение продолжительности жизни наблюдались у мышей, а недавно появилось сообщение об улучшении зрения у обезьян.
Результаты этого открытия имеют далеко идущие последствия, открывая возможности для регенеративной медицины и, возможно, для омоложения всего организма. Разрабатывая химическую альтернативу способу обращения возраста вспять с помощью генной терапии, это исследование может произвести революцию в лечении старения, травм и возрастных заболеваний и открывает потенциал для снижения затрат и сокращения сроков разработки лекарств. Вслед за положительными результатами по обращению слепоты у обезьян в апреле 2023 года, продолжается подготовка к клиническим испытаниям генной терапии, направленной на изменение возраста, на людях.
– До недавнего времени лучшее, что мы могли сделать, – это замедлить старение. Новые открытия предполагают, что теперь мы можем обратить это вспять,– сказал Дэвид А. Синклер (David A. Sinclair), доктор наук, профессор кафедры генетики и содиректор Центра биологических исследований старения имени Пола Ф. Гленна при Гарвардской медицинской школе, а также ведущий ученый проекта.
– Ранее этот процесс требовал генной терапии, что ограничивало его широкое применение.
Команда из Гарварда представляет будущее, в котором можно будет более эффективно лечить возрастные заболевания, восстанавливать организм после травмы, а мечта об омоложении всего организма станет реальностью.
– Это новое открытие открывает потенциал для обращения вспять процесса старения с помощью одной таблетки, причем его применение варьируется от улучшения зрения до эффективного лечения многочисленных возрастных заболеваний, – сказал Синклер.
Александр Лисовский. Источник: Aging
