Откриха как да забавят стареенето

Учени доказаха, че процесът на стареене може да се забави и дори да се предотврати. Изследователи в Института по биология „Солк“ в Калифорния са успели да предотвратят застаряването на мишки чрез промени в генната активност, пише списание Cell.

Преди десет години японският биолог Шиня Яманака изуми научния свят чрез идентифициране на четири критични гена, които връщат биологичния часовник на оплодена яйцеклетка. Четирите гена са толкова мощни, че са в състояние да препрограмират дори генома на кожата или чревните клетки обратно към зародишно състояние. Методът на д-р Яманака рутинно се използва за промяна на възрастни тъканни клетки в клетки, които много приличат на ембрионални стволови клетки.

Учените започнаха да изследват дали четирите гена на Яманака могат да се приложат не само към клетки в епруветка, но и върху цял организъм, и стартираха тестове с животни. Резултатите обаче се оказаха катастрофални. След проведени множество опити през 2013 и 2014 всички животни умират - някои, защото клетките на възрастните тъкани загубват своята идентичност, а други - от рак. Ембрионалните клетки преминават във фаза на бърз растеж, който лесно се превръща в неконтролируем.

Но учените от „Солк“ решават да приложат по-различен подход. Проучването се ръководи от Хуан Карлос Изписуа Белмонте, експерт по генетика в Института. Белмонте отдавна се интересуват от регенерацията – явление, наблюдавано при някои животни като гущери и риба например. Техните тъкани могат да регенерират и да възстановят загубени опашки или крайници. Клетките в близост до изгубената тъкан преминават в състояние, което е нещо средно между това на ембрионална и на възрастна клетка. Това частично препрограмиране подсказва на Белмонте, че препрограмирането е поетапен процес и че една малка доза от факторите на Яманака могат да подмладят клетки, без да се прилага тотално препрограмиране. Както стана ясно, последното преобразува клетките в ембрионално състояние и обикновено приключва със смърт или развитие на тумор.

Белмонте и неговият екип прекарват 5 години в разработката на метод, който позволява прилагане на несмъртоносна доза от „гените на Яманака“ при мишки. Учените задействат гените само два дни в седмицата, като за целта мишките получават определено лекарство в питейната вода. Първоначално екипът на Салк работи с мишки, които страдат от синдрома на Хътчинсън-Гилфорд, отговорен за преждевременно остаряване, за да получат бързи резултати. Животните показали все по-малки признаци на стареене, органите им станали по-здрави, а в края на експеримента учените установили, че те живели с 30% по-дълго от контролните мишки. Тестовете със здрави мишки на средна възраст също показват промени – по-здрави органи, подмладяване на повредени мускули и на панкреаса.

Д-р Белмонте вярва, че тези благоприятни ефекти са резултат от нулирането на часовника на процеса на стареене. Часовникът е създаден от епигенома - химически маркери, прикрепени към ДНК, които активират или потискат определени гени.

Изследването на „Солк“ подкрепя научните аргументи, че стареенето до голяма степен е резултат от процеса на така наречените епигенетични промени. Това са промени, които правят едни гени повече или по-малко активни в зависимост от начина на живот. При хората тези промени могат да бъдат причинени от тютюнопушене, замърсяване и ред други фактори. Тъй като тези промени се натрупват, нашите мускули отслабват, умовете ни се забавят и ние ставаме по-уязвими към болести. Новото изследване предполага възможността за преобръщане на поне някои от тези промени.

Ако епигеномът е повреден (например чрез натрупване на допълнителни маркери), ефективност на клетката намалява. Д-р Белмонте описва епигеномът като един ръкопис, който непрекъснато се променя. „В края на живота има много маркери и за клетката е трудно да ги прочете“, казва той. Това, което гените на Яманака постигат при мишките, е че премахват допълнителните маркери, като по този начин подмладяват клетката, обяснява ученият. „Стареене е като пластмаса, която може да се манипулира“, казва Белмонте.

Според много учени откритието на биолозите от „Солк“ е първото доказателство, че частичното препрограмиране на генома намалява симптомите на дегенерация на тъканите и подобрява възстановителните способности.

„Смятам, че епигенетичното препрограмиране е най-добрият начин да се обърне стареенето“, казва Дейвид Синклер, генетик и изследовател на процесите на остаряване към Harvard University. Дейвид Синклер не е участвал в изследването, но работи в същата насока. „Моята лаборатория има много доказателства, че основният двигател на това, което наричаме отличителните белези на стареене, е епигенетичната промяната.“

Според Мат Каеберлейн, молекулярен биолог към University of Washington, изследването доказва, че е възможно не само да се забави стареенето, но и напълно да се предотврати. „Това е наистина вълнуващо и означава, че дори и в напреднала възраст, хората ще могат да възстановят младежките си функции“, казва той.

„Напълно съм съгласен с изводите. Тази работа показва, че епигенетичните промени отчасти са отговорни за стареенето, и препрограмиране може да коригира тези грешки на епигенетиката“, коментира резултатите друг учен - Мануел Серано, експерт по стареенето към Испанския изследователски център на рака в Мадрид.

Авторите на проучването също се опитват да определят дали стареенето е процес, който се случва едновременно в целия организъм. Или, както Белмонте се изразява: „Има ли някаква тъкан, която регулира стареенето и дали когато тя се влошава и целият организъм се влошава?“

Проучването на „Салк“ е проведено върху мишки на средна възраст. Но на теория препрограмиращата епигенетика би трябвало да работи и върху хора на всякаква възраст, казват авторите на проучването и добавят, че дори и клетки от човешки столетници биха могли евентуално да бъдат подмладени.