Новые исследования показывают, что одна небольшая молекула может восстановить мышечную силу, стимулировать рост клеток мозга и уменьшить воспаление у старых мышей.
До сих пор молекулу, замедляющую старение, тестировали только на грызунах и клетках человека в лабораторных условиях. Но исследователи говорят, что результаты достаточно убедительны, чтобы перейти к испытаниям препарата на людях, возможно, в течение нескольких лет.
«Учитывая убедительность доклинических данных, на мой взгляд, есть основания для продвижения этого исследования вперёд», — сказал старший автор исследования доктор Рональд ДеПиньо (Ronald DePinho), профессор и бывший президент Онкологического центра доктора медицины Андерсона Техасского университета.
«Мы уверены, что этот механизм окажет благотворное влияние на вещи, влияющие на продолжительность здоровья», позволяя людям вести более здоровый образ жизни до старости, рассказал ДеПиньо Live Science.
Обращение старения вспять с помощью одной молекулы
В новом исследовании, опубликованном 21 июня в журнале Cell, учёные стремились увеличить число имеющегося белка, количество которого обычно уменьшается с возрастом: обратной транскриптазы теломеразы (TERT).
TERT — это ключевой винтик клеточной машины, который увеличивает длину теломер — защитных колпачков, предотвращающих изнашивание концов хромосом. Укорочение теломер связано со старением и возрастными заболеваниями, такими как рак. Это сокращение происходит отчасти потому, что с возрастом на наших хромосомах накапливаются химические метки, вызывающие так называемые «эпигенетические» изменения. Некоторые из этих изменений отключают ген TERT, в результате чего клетки производят меньше белка.
Это угрожает целостности теломер и оказывает широкомасштабное влияние на экспрессию других генов. Дело в том, что TERT, по-видимому, является главным регулятором, который помогает контролировать группу генов, связанных со старением, включая гены, участвующие в росте клеток мозга и старении, состоянии, подобному зомби, в которое попадает все больше клеток по мере старения организма. По мере увеличения числа этих «зомби», они вызывают вредное воспаление в организме.
«Наша лаборатория была первой, кто показал, что старение — это обратимый процесс» и что TERT может способствовать этому сдвигу в обратную сторону, сказал ДеПиньо. В 2010 году ДеПиньо и его коллеги сообщили, что, когда они экспериментальными методами отключили ген TERT у мышей, животные стали преждевременно стареть.
«Когда же мы снова его включили, мы просто ожидали остановки процесса старения, — сказал ДеПиньо. — Но вместо этого мы увидели омоложение.»
Это омоложение проявилось в клетках по всему телу. Последующая работа команды показала, что восстановление «молодых» уровней TERT в мышиной модели болезни Альцгеймера обратило вспять признаки заболевания, включая накопление аномальных белков в мозге.
Учитывая эти результаты, в новом исследовании учёные захотели обнаружить лекарствоподобные вещества, которые могли бы повысить уровень TERT до уровня, наблюдаемого в здоровых молодых клетках. Они разработали экран, используя клетки мыши, модифицированные так, чтобы нести человеческую версию гена TERT. В общей сложности они проверили 653 тысяч соединений и остановились на одном, которое оказалось наиболее эффективным, которое они назвали соединением, активирующим TERT (TAC).
В лабораторных исследованиях молекула увеличила количество TERT в клетках здоровых людей и в клетках, полученных от людей с синдромом Вернера — редким заболеванием, которое вызывает быстрое и преждевременное старение. Эти последние клетки под воздействием данной молекулы заметно удлиняли свои теломеры.
У мышей, которым вводили TAC, эта молекула повышала TERT в тканях всего тела, включая мозг. По словам ДеПиньо, это говорит о том, что препарат легко проникает в мозг, чего не могут сделать многие молекулы.
У пожилых мышей исследователи изучали краткосрочное лечение с помощью TAC, продолжавшееся около одной недели, и хроническое лечение, продолжавшееся шесть месяцев. Краткосрочное лечение обратило признаки старения в кровяных клетках, уменьшило известный фактор старения в различных тканях и увеличило количество ключевой молекулы для роста клеток мозга. Долгосрочное лечение способствовало росту клеток мозга в гиппокампе, ключевом центре памяти в мозге, и также, по-видимому, улучшило результаты грызунов в тестах на память. Дополнительные тесты показали, что это также улучшило координацию и мышечную силу мышей.
TAC действует, запуская цепочку событий в клетках, которая активирует главный регулятор генов и в конечном итоге включает ген TERT. Эти эффекты временные, достигают пика примерно через восемь часов и исчезают через 24 часа после инъекции, сказал ДеПиньо.
В течение этого временного окна препарат «восстанавливает физиологические, молодые уровни TERT», отметил специалист.
Потребуется дополнительная работа, чтобы донести TAC до пациентов-людей. Следующими шагами будет модификация препарата для улучшения его эффективности, а также выявление и устранение любых вредных последствий. (В этих первоначальных экспериментах ничего не наблюдалось.) Препарат или его производное необходимо будет дополнительно протестировать на животных, прежде чем переходить к испытаниям на здоровых людях-добровольцах, а затем на людях с различными возрастными заболеваниями, сказал ДеПиньо.
Теоретически, этот препарат можно было бы исследовать как способ предотвращения возрастных заболеваний до их появления, но, вероятно, он сначала будет одобрен для лечения конкретного заболевания, например, болезни Альцгеймера, отметил ДеПиньо.