Многие болезни возникают из-за наших собственных постаревших клеток, которые либо уже вообще не могут выполнять свои функции, либо что-то продолжают делать, но неправильно, не так, как нужно.
О том, что клетка постарела, можно понять по состоянию её ДНК, в которой со временем накапливается всё больше повреждений и ошибок – внутриклеточные системы ДНК-ремонта просто не успевают с ними справиться.
Обычно в таком случае клетка сразу же перестаёт делиться – в противном случае у неё, с целым «букетом» мутантных генов «на руках», есть все шансы превратиться в злокачественную и дать начало раковой опухоли. Но даже прекратив деление, старая клетка продолжает жить в организме, синтезировать какие-то молекулы, выделять их из себя во внешнюю среду. Причём такие молекулы способны доставлять неприятности окружающим нормальным клеткам и тканям.
Со временем число клеток, которые «ни живы, ни мертвы», в организме только увеличивается, но, если от них избавиться, это в буквальном смысле помогает оздоровить организм и увеличить продолжительность жизни. Избавиться же от них можно, включив апоптоз, или программу клеточного самоуничтожения.
В начале 2017 года мы писали об экспериментах Даррена Бейкера (Darren J. Baker) и его коллег из медицинского колледжа при клинике Мейо, которые вводили средневозрастным мышам препарат, стимулирующий апоптоз, и добивались тем самым очистки от 50%–70% старых клеток – после клеточной чистки мыши становились более здоровыми, у них лучше работали почки и сердце, и, что самое главное, они жили на 20% дольше.
В новой статье, опубликованной в Science, те же исследователи более детально анализируют, как клеточная чистка уменьшает вероятность атеросклероза. Как мы знаем, при атеросклерозе на стенках кровяных сосудов формируются бляшки, состоящие из липидов и разнообразных клеток (иммунных, мышечных, соединительнотканных), которые постепенно растут, и всё сильнее закрывают просвет сосуда, ухудшая кровоснабжение той или иной части тела (что бывает, если такая бляшка перекроет сосуд, питающий сердце, объяснять не надо). Считается, что риск атеросклероза возрастает, если есть слишком много жирного.
В эксперименте использовали генетически модифицированных мышей, у которых в состарившихся клетках можно было извне запускать программу клеточного самоубийства – апоптоза. Специальное вещество взаимодействовало именно с такими полуработающими клетками и поворачивало молекулярный «рубильник», запускавший клеточное самоуничтожение.
Животных в течение трёх месяцев держали на обогащённой жирами диете, потом у некоторых запускали апоптоз, и наблюдали за состоянием сосудов. Признаки атеросклероза у мышей возникали довольно скоро, на девятый день после их перехода на жирную еду. Но у тех мышей, которым устраивали чистку от старых клеток, атеросклеротические бляшки появлялись на 60% реже – что понятно, поскольку отложения на стенках сосудов были богаты именно состарившимися клетками. Среди них наиболее опасными были иммунные макрофаги, которые поглощали много жира и включали воспаление, из-за которого бляшка и начинала расти.
На поздних стадиях те же «ожиревшие» макрофаги выделяют ферменты, которые делают бляшку хрупкой, ломкой, так что от неё может оторваться кусок, поплыть куда-нибудь с кровью и в итоге закупорить какой-нибудь сосуд. Кстати говоря, в том случае, когда у мышей после уничтожения старых клеток атеросклеротические бляшки всё равно образовывались, они, тем не менее, были прочнее, и вероятность того, что они сломаются, оторвутся, и что-то где-то закупорят, оставалась небольшой.
В дальнейшем авторы работы хотят перепроверить свои результаты на других животных, чья сердечно-сосудистая система больше похожа на человеческую. Говорить о клинических перспективах тут пока рано: хотя апоптоз – программа клеточного самоуничтожения – должна включаться в первую очередь именно в состарившихся клетках, необходимо убедиться, что, когда мы стимулируем апоптоз извне, с помощью фармакологических методов, он затронет только старые клетки, а более-менее молодые и здоровые остаются жить и работать.
По материалам Science.
Автор: Кирилл Стасевич