Молекулярная машина времени: клетки кожи удалось омолодить на 30 лет
Исследователи заставили клетки кожи человека совершить "прыжок во времени", омолодив их на целых 30 лет. Что интересно, учёным удалось перевести часы старения клеток на десятилетия назад, не дав подопечным забыть о своём предназначении.
Если нынешнее исследование удастся расширить в целую область в регенеративной медицине, это достижение со временем сможет произвести настоящую революцию.
Напомним, с возрастом способность наших клеток функционировать снижается. В геноме накапливаются множественные следы старения, такие как мутации. Регенеративная биология направлена на восстановление или замену таких "уставших" от выполнения своей функции клеток.
Одним из важнейших инструментов регенеративной биологии сегодня является метод создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иСК). Эта технология "стирает" некоторые молекулярные метки, которые делают клетки специализированными. Данный процесс можно сравнить с превращением взрослого дяди, который выбрал для себя профессию строителя, обратно в мальчишку-школьника, которые пока даже не представляет, что такое бетон.
В теории такие клетки-школьники (иСК) могут стать клетками любого типа или выбрать для себя любую профессию. Однако учёные пока не научились надёжно воссоздавать условия для повторной дифференцировки (выбора профессии) стволовых клеток во все возможные типы клеток.
В 2012 году разработчики методики создания иСК Синъя Яманака и Джон Гёрдон получили за неё Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Четыре ключевые молекулы, которые используются для "перепрограммирования" клеток называют факторами Яманаки.
Авторы новой работы поставили себе цель: запустить процесс "стирания памяти" особых клеток кожи — фибробластов — лишь частично. Зачем это было нужно? Условно говоря, учёные не хотели, чтобы взрослый дядя забыл полученные профессиональные знания — они лишь хотели его омолодить, чтобы тот лучше выполнял свою работу и меньше уставал.
Для этого они подвергли клетки воздействию факторов Яманаки не на 50 положенных дней, а всего на 13.
За это время удаляются возрастные изменения, и клетки временно теряют свою "индивидуальность". Частично перепрограммированным клеткам дали время для роста в нормальных условиях, чтобы посмотреть, вернётся ли к ним их специфическая функция (вспомнят ли они, что такое бетон и как работает башенный кран).
Анализ генома показал, что в клетках вновь появились маркеры, характерные именно для фибробластов. Это также было подтверждено в наблюдениях за перепрограммированными клетками: они вырабатывали коллаген.
Напомним, что коллаген — это своего рода строительные леса кожи. Чем старше мы становится, тем меньше коллагена вырабатывается в коже. Создание этого белка — одна из основных функций фибробластов, определяющих внешний вид кожи.
Чтобы показать, что клетки омолодились, исследователи изучили ряд известных на сегодняшний день признаков старения — ведь всем известно, что возраст это не просто цифра.
Во-первых, учёные "сверили" эпигенетические часы: химические метки в геноме, которые указывают на возраст клетки.
Затем исследователи изучили транскриптом: совокупность всех молекул РНК, производимых клеткой в процессе "считывания" генов.
По этим двум показателям перепрограммированные клетки оказались на 30 лет моложе, чем исходные!
Эта технология имеет огромный потенциал применения, ведь эти клетки не только "выглядели моложе", но и функционировали как молодые. То есть это вовсе не эстетическая процедура по подтягиванию лица, а реальное омоложение.
Тут стоит также вспомнить, что коллаген, составляющий основу соединительной ткани, участвует в заживлении ран. Многие люди в возрасте замечали, что раньше даже серьёзные раны на их коже затягивались за сутки-трое. Но с возрастом любой процесс восстановления замедляется, и у человека в годах даже неглубокая рана может зарастать неделю, а то и месяц.
Исследователи протестировали частично омоложенные клетки, надрезав слой клеток в чашке Петри. Они обнаружили, что их "обновлённые" фибробласты перемещаются в зону повреждения быстрее, чем у старых клеток.
Как считают исследователи, это признак того, что новый метод однажды можно будет использовать для создания клеток, которые лучше заживляют раны.
Остаётся добавить, что результаты этой работы представляют собой большой шаг вперёд в понимании процессов перепрограммирования клеток. Авторы исследования пророчат своей разработке большое будущее.
Исследование было опубликовано в издании eLife.
Ранее мы писали о том, как из стволовых клеток впервые вырастили полностью функциональную кожу
Больше удивительных новостей из мира науки и медицины вы найдёте в разделах "Наука" и "Медицина" на медиаплатформе "Смотрим".
Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим" – Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.