Новое исследование предполагает, что «зомби-клетки», которые способствуют возрастным заболеваниям, также помогают заживлять повреждённые ткани, поэтому их уничтожение может иметь серьёзные недостатки.
По данным Национальный институт США по проблемам старения, зомби-клетки, известные с научной точки зрения как «стареющие» клетки, — это клетки, которые перестают размножаться из-за повреждения или стресса, но не умирают. Вместо этого эти клетки выделяют множество молекул, которые вызывают иммунные клетки и приводят к воспалению. Иммунная система очищает организм от этих зомби-клеток, но с возрастом она становится менее эффективной; таким образом, клетки накапливаются и вызывают воспаление, которое способствует развитию таких заболеваний, как рак, болезнь Альцгеймера и остеоартрит.
Но зомби-клетки не так уж и плохи.
Новое исследование, проведённое на лабораторных мышах и клетках человека, предполагает, что стареющие клетки помогают восстанавливать лёгочную ткань после повреждения, стимулируя рост стволовых клеток. Уничтожение этих клеток с помощью дазатиниба и кверцетина (DQ) — дуэта препаратов, который изучался как потенциальное средство для борьбы со старением и возрастными заболеваниями — нарушило это восстановление, сообщили 13 октября в журнале Science учёные.
«Мы не первая лаборатория, которая связывает старение с процессом заживления ран», — рассказал старший автор исследования доктор Тьен Пэн (Tien Peng), доцент кафедры лёгочных заболеваний, интенсивной терапии, аллергологии и медицины сна в Калифорнийском университете в Сан-Франциско.
Исследование, проведённое и опубликованное в журнале Developmental Cell в 2014 году, показало, что зомби-клетки помогают заживлять раны на коже и что их восстановление также может быть нарушено лекарствами (или «сенолитиками»), убивающими эти клетки.
Это говорит о том, что использование сенолитиков может дорого обойтись, поэтому лекарства должны быть разработаны таким образом, чтобы блокировать вредные эффекты зомби-клеток, не нарушая их полезных эффектов, сказал Пэн в интервью Live Science.
Как «зомби-клетки» лечат повреждённые ткани
Чтобы найти стареющие клетки в лёгких, исследователи генетически модифицировали мышей, чтобы они несли светящийся белок в гене, кодирующем белок «p16», который сверхактивен во многих стареющих клетках. Всякий раз, когда клетка включала ген, она также производила флуоресцентные белки и начинала светиться.
Исследователи использовали метод, чтобы «действительно усилить этот сигнал», сказал Пэн, и таким образом выявили клетки с низким уровнем p16, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными.
Светящиеся клетки появлялись в лёгких мышей вскоре после рождения, и их количество увеличивалось в течение жизни грызунов. Клетки включали фибробласты, которые образуют соединительную ткань, а также иммунные клетки и располагались внутри листовидной ткани, называемой «базальной мембраной», которая поддерживает слизистую оболочку воздушных мешочков лёгких, дыхательных трубок и кровеносных сосудов. Эта листовидная ткань блокирует попадание вредных химических веществ и патогенных микроорганизмов в лёгкие, а также позволяет кислороду проникать в кровоток.
Клетки, несущие p16, действуют как хранители этого важного интерфейса.
После травмы иммунные клетки устремляются восстанавливать повреждение и выпускают шквал сигналов, которые призывают клетки, несущие p16, к действию. Количество иммунных клеток увеличивается, а фибробласты выделяют соединения, которые вызывают больше иммунных клеток и стимулируют рост стволовых клеток. Исследователи обнаружили, что введение мышам DQ отключает этот сигнальный каскад и, таким образом, предотвращает рост стволовых клеток.
Более того, клетки, несущие р16, извлечённые из донорских человеческих лёгких, также могут способствовать росту стволовых клеток — по крайней мере, в лабораторной посуде. Это открытие намекает на то, что, как видно на мышах, такие препараты, как DQ, также могут нарушать процесс заживления у людей.
«Это комбинированное лечение в настоящее время проходит несколько клинических испытаний», и в целом учёные искали признаки того, что сенолитики нарушают заживление, — сказал доктор Дэнни Ро (Danny Roh), доцент кафедры хирургии Медицинской школы Бостонского университета, который не принимал участия в исследовании. Новое исследование показывает, что это предостережение оправдано, сказал Рох в интервью Live Science.
Что это означает для антивозрастных препаратов
И хотя было доказано, что сенолитики мешают заживлению лёгких и кожи, некоторые лаборатории обнаружили, что препараты ускоряют заживление переломов костей. Так что же это даёт?
«Отличается ли кость от лёгких и кожи? Возможно», — сказал доктор Сундип Хосла (Sundeep Khosla), руководитель лаборатории остеопороза и биологии костей клиники Майо, который руководил одним из предыдущих исследований костей.
Но Хосла поддерживает другую гипотезу.
В исследованиях лёгких и кожи учёные давали сенолитики каждый день, но в исследованиях костей между дозами были более длительные перерывы. Эта стратегия может найти терапевтическую золотую середину, «когда воспаления достаточно для восстановления, но не слишком много для того, чтобы вы действительно начали замечать негативные последствия», — сказал Хосла. «С точки зрения клинической разработки терапевтических средств, дьявол будет заключаться в дозировке», — сказал он.
Исследование также поднимает вопросы о том, на какие типы зомби-клеток лучше всего воздействуют сенолитики, добавил Хосла.
По словам Пэна, старение больше похоже на циферблат, чем на выключатель, поэтому зомби-клетки находятся в диапазоне от наименее до наиболее подверженных старению. Зомби-клетки у старых мышей кажутся особенно воспалительными, и Пэн и его коллеги сейчас исследуют, как это может повлиять на заживление.
