Научен пробив ни доближава до вечната младост
В проучване, оповестено на 12 януари в списание Cell, доктор Дейвид Синклер, професор по генетика и съдиректор на Центъра за проучване на биологията на стареенето " Пол Ф. Глен " в Харвардското здравно учебно заведение, разказва революционен „ часовник на стареенето “, който може да форсира или обърне процеса.
Учените, учещи стареенето, от години разискват какво тъкмо стои в неговата основа и като цяло са се фокусирали най-вече върху разновидностите в ДНК, които с течение на времето могат да объркат естествената работа на клетките и да задействат процеса на клетъчна гибел. Но тази доктрина се сблъсква с два обстоятелството, които я разклащат съществено - клетките на по-възрастните хора постоянно не са изпъстрени с разновидности, а животните или хората, които имат по-голямо количество мутирали кафези, в действителност не остаряват прибързано.
Затова Синклер се концентрира върху друга част от генома, наречена епигеном. Тъй като всички кафези имат еднакъв ДНК план, епигеномът е това, което кара кожните кафези да се трансформират в кожни, а мозъчните - в мозъчни. Той реализира задачата си, като дава разнообразни указания на другите кафези кои гени да се включат и кои не.
Всъщност епигенетиката е сходна на инструкциите, които шивачите получават от клиентите си, с цел да основат избрана риза, панталон или сако. Началната тъкан е една и съща, само че клиентът дефинира каква форма и функционалност ще има крайното произведение съгласно неговите условия. При клетките епигенетичните указания водят до появяването на кафези с разнообразни физически структури и функционалности посредством развой, наименуван диференциация.
В публикацията за Cell Синклер и неговият екип оповестяват, че освен могат да състаряват мишки по интензивен график, само че и да извърнат резултатите от това стареене и да възстановят някои от биологичните признаци, присъщи за по-ранните им етапи на биологично развиване. Тази обратимост е мощен мотив в интерес на обстоятелството, че главните фактори за стареенето не са разновидности в ДНК, а неточности в епигенетичните указания, които по някакъв метод се натрупват.
Д-р Синклер от дълго време допуска, че стареенето е резултат от преустановяването на сериозни указания, от които клетките се нуждаят, с цел да действат. Той назовава концепцията си „ осведомителна доктрина на стареенето “.
" В основата на стареенето е информацията, която се губи в клетките, а освен натрупването на увреждания ", споделя той. " Това е смяна на парадигмата и метода, по който мислим за стареенето. "
И резултатите от последните му проучвания наподобява поддържат тази доктрина. По думите на учения „ това е сходно на метода, по който софтуерните стратегии работят с хардуер - от време на време се повреждат и се нуждаят от рестартиране “.
" Ако повода за стареенето беше, че клетката се е напълнила с разновидности, тогава обръщането на възрастта не би било допустимо ", споделя той. " Но като демонстрираме, че можем да обърнем процеса на стареене, потвърждаваме, че системата е непокътната, че има аварийно копие и софтуерът би трябвало да бъде рестартиран. "
За мишките...
В теста си с мишки доктор Синклер и екипът му създават метод за рестартиране на клетките, с цел да се задейства аварийното копие на епигенетичните указания, като всъщност почистват неверните сигнали, които проправят пътя на стареенето. Те имитират резултатите на стареенето върху епигенома, като вкарват спирания в ДНК на млади мишки. След като са " състарени " по този метод, в границите на няколко седмици доктор Синклер открива, че мишките са почнали да демонстрират признаци на преклонна възраст - в това число сива четина, по-ниско телесно тегло макар непроменената диета, понижена интензивност и уязвимост.
Тук идва мястото на въпросния рестарт. Той се случва под формата на генна терапия, включваща три гена, които инструктират клетките да се препрограмират. В съответния тест инструкциите са ориентирани към бъбречни и кожни кафези, които са измежду най-податливите на стареене.
Тези гени са част от така наречен фактори на стволовите кафези на Яманака - набор от четири гена, за които нобеловият лауреат Шиня Яманака открива през 2006 година, че могат да върнат часовника на възрастните кафези до ембрионалното им положение, тъй че те да стартират развиването си или процеса на диференциация изначало.
В случая на доктор Синклер той не желае да изтрие изцяло епигенетичната история на клетките, а единствено да я рестартира, с цел да възвърне епигенетичните указания. Използването на три от четирите фактора в последна сметка съумява да върне часовника с към 57%, което се оказва задоволително, с цел да направи мишките още веднъж млади.
" Ние не сътворяваме стволови кафези, а връщаме часовника обратно, с цел да могат те да възвърнат своята еднаквост ", споделя доктор Синклер. " Бях в действителност сюрпризиран от това какъв брой универсално работи този метод. Все още не сме разкрили вид клетка, която да не можем да състарим или подмладим “, споделя ученият.
.....и хората
Подмладяването на клетките при мишки е едно, само че дали процесът ще проработи и при хората? Това е идната стъпка за доктор Синклер, а екипът му към този момент тества системата при нечовекоподобни примати. Изследователите прикрепят биологичен комутатор, който ще им разреши да включват и изключват „ часовника “, като свържат активирането на гените за препрограмиране с антибиотик - доксициклин.
Даването на доксициклин на животните се чака да прекрати процеса на стареене, а прекъсването му – да върне организма към естественото му развиване.
Понастоящем доктор Синклер организира и лабораторни проби на системата с човешки неврони, кожа и фибробластни кафези, които способстват за образуването на съединителната тъкан. През 2020 година той оповестява, че при мишки процесът възвръща зрението на по-възрастните екземпляри, само че актуалните резултати демонстрират, че той може да се ползва освен за една тъкан или съответен орган, а за целия организъм.
Всичко това значи, че редица болести - в това число хронични сърдечни проблеми и даже невродегенеративни разстройства като заболяването на Алцхаймер, биха могли да се лекуват значително посредством превръщане на процеса на стареене, който води до тях. Дори преди да се стигне до този стадий обаче това проучване може да се окаже значим нов инструмент за откривателите, които учат тези болести.
Учените, учещи стареенето, от години разискват какво тъкмо стои в неговата основа и като цяло са се фокусирали най-вече върху разновидностите в ДНК, които с течение на времето могат да объркат естествената работа на клетките и да задействат процеса на клетъчна гибел. Но тази доктрина се сблъсква с два обстоятелството, които я разклащат съществено - клетките на по-възрастните хора постоянно не са изпъстрени с разновидности, а животните или хората, които имат по-голямо количество мутирали кафези, в действителност не остаряват прибързано.
Затова Синклер се концентрира върху друга част от генома, наречена епигеном. Тъй като всички кафези имат еднакъв ДНК план, епигеномът е това, което кара кожните кафези да се трансформират в кожни, а мозъчните - в мозъчни. Той реализира задачата си, като дава разнообразни указания на другите кафези кои гени да се включат и кои не.
Всъщност епигенетиката е сходна на инструкциите, които шивачите получават от клиентите си, с цел да основат избрана риза, панталон или сако. Началната тъкан е една и съща, само че клиентът дефинира каква форма и функционалност ще има крайното произведение съгласно неговите условия. При клетките епигенетичните указания водят до появяването на кафези с разнообразни физически структури и функционалности посредством развой, наименуван диференциация.
В публикацията за Cell Синклер и неговият екип оповестяват, че освен могат да състаряват мишки по интензивен график, само че и да извърнат резултатите от това стареене и да възстановят някои от биологичните признаци, присъщи за по-ранните им етапи на биологично развиване. Тази обратимост е мощен мотив в интерес на обстоятелството, че главните фактори за стареенето не са разновидности в ДНК, а неточности в епигенетичните указания, които по някакъв метод се натрупват.
Д-р Синклер от дълго време допуска, че стареенето е резултат от преустановяването на сериозни указания, от които клетките се нуждаят, с цел да действат. Той назовава концепцията си „ осведомителна доктрина на стареенето “.
" В основата на стареенето е информацията, която се губи в клетките, а освен натрупването на увреждания ", споделя той. " Това е смяна на парадигмата и метода, по който мислим за стареенето. "
И резултатите от последните му проучвания наподобява поддържат тази доктрина. По думите на учения „ това е сходно на метода, по който софтуерните стратегии работят с хардуер - от време на време се повреждат и се нуждаят от рестартиране “.
" Ако повода за стареенето беше, че клетката се е напълнила с разновидности, тогава обръщането на възрастта не би било допустимо ", споделя той. " Но като демонстрираме, че можем да обърнем процеса на стареене, потвърждаваме, че системата е непокътната, че има аварийно копие и софтуерът би трябвало да бъде рестартиран. "
За мишките...
В теста си с мишки доктор Синклер и екипът му създават метод за рестартиране на клетките, с цел да се задейства аварийното копие на епигенетичните указания, като всъщност почистват неверните сигнали, които проправят пътя на стареенето. Те имитират резултатите на стареенето върху епигенома, като вкарват спирания в ДНК на млади мишки. След като са " състарени " по този метод, в границите на няколко седмици доктор Синклер открива, че мишките са почнали да демонстрират признаци на преклонна възраст - в това число сива четина, по-ниско телесно тегло макар непроменената диета, понижена интензивност и уязвимост.
Тук идва мястото на въпросния рестарт. Той се случва под формата на генна терапия, включваща три гена, които инструктират клетките да се препрограмират. В съответния тест инструкциите са ориентирани към бъбречни и кожни кафези, които са измежду най-податливите на стареене.
Тези гени са част от така наречен фактори на стволовите кафези на Яманака - набор от четири гена, за които нобеловият лауреат Шиня Яманака открива през 2006 година, че могат да върнат часовника на възрастните кафези до ембрионалното им положение, тъй че те да стартират развиването си или процеса на диференциация изначало.
В случая на доктор Синклер той не желае да изтрие изцяло епигенетичната история на клетките, а единствено да я рестартира, с цел да възвърне епигенетичните указания. Използването на три от четирите фактора в последна сметка съумява да върне часовника с към 57%, което се оказва задоволително, с цел да направи мишките още веднъж млади.
" Ние не сътворяваме стволови кафези, а връщаме часовника обратно, с цел да могат те да възвърнат своята еднаквост ", споделя доктор Синклер. " Бях в действителност сюрпризиран от това какъв брой универсално работи този метод. Все още не сме разкрили вид клетка, която да не можем да състарим или подмладим “, споделя ученият.
.....и хората
Подмладяването на клетките при мишки е едно, само че дали процесът ще проработи и при хората? Това е идната стъпка за доктор Синклер, а екипът му към този момент тества системата при нечовекоподобни примати. Изследователите прикрепят биологичен комутатор, който ще им разреши да включват и изключват „ часовника “, като свържат активирането на гените за препрограмиране с антибиотик - доксициклин.
Даването на доксициклин на животните се чака да прекрати процеса на стареене, а прекъсването му – да върне организма към естественото му развиване.
Понастоящем доктор Синклер организира и лабораторни проби на системата с човешки неврони, кожа и фибробластни кафези, които способстват за образуването на съединителната тъкан. През 2020 година той оповестява, че при мишки процесът възвръща зрението на по-възрастните екземпляри, само че актуалните резултати демонстрират, че той може да се ползва освен за една тъкан или съответен орган, а за целия организъм.
Всичко това значи, че редица болести - в това число хронични сърдечни проблеми и даже невродегенеративни разстройства като заболяването на Алцхаймер, биха могли да се лекуват значително посредством превръщане на процеса на стареене, който води до тях. Дори преди да се стигне до този стадий обаче това проучване може да се окаже значим нов инструмент за откривателите, които учат тези болести.
Източник: profit.bg
КОМЕНТАРИ