Ученым удалось обратить вспять старение стволовых клеток
Стволовые клетки – незаменимые строительные блоки любого организма – от растений до человека. Они делятся и обновляются на протяжении всей жизни, дифференцируясь в клетки специализированных тканей, необходимых в период развития, а также в клетки, восстанавливающие ткани взрослого организма. Способность стволовых клеток воссоздавать себя и регенерировать ткани на протяжении всей жизни организма позволяет считать их бессмертными. Однако это не означает, что они не стареют. Они стареют и постепенно теряют способность эффективно поддерживать ткани и органы.
Только что ученые из Института биологических исследований Солка (Salk Institute for Biological Studies) описали ряд биологических событий, касающихся состояния микроокружения стволовых клеток, известного как «ниша стволовых клеток», как причину потери активных стволовых клеток в процессе старения. Их открытие, опубликованное в журнале Nature, имеют непосредственное отношение к лечению возрастных заболеваний и эффективности регенеративной медицины.
«Полученные данные говорят о том, что, например, введение новых или молодых стволовых клеток в старую микросреду – микросреду старого пациента – может не привести к желаемому результату в регенерации тканей», - комментирует результаты исследования его руководитель Линн Джонс (Leanne Jones), PhD, адъюнкт-профессор лаборатории генетики Института Солка.
Стволовые клетки находятся в микросреде, состоящей из других клеток – нише стволовых клеток, – которая, как известно, играет важную роль в их функционировании. Например, после повреждения ткани ниша стволовых клеток сигнализирует о необходимости создать новую ткань. Считается, что стволовые клетки обмениваются сигналами со своими нишами, что помогает им сохранять активность на протяжении всей жизни.
Сегодня потерю функций тканей и органов в процессе старения ученые объясняют ослаблением функции стволовых клеток. Но как именно происходит спад их активности, остается неясным. Лаборатория доктора Джонс исследовала несколько возможных сценариев развития событий. Ученые хотели выяснить, чем объясняется потеря функции ткани – уменьшением числа стволовых клеток, неспособностью стволовых клеток отвечать на сигналы своей ниши или ослаблением самого нишевого сигналинга.
Для изучения старения стволовых клеток доктор Джонс выбрала клетки семенников самцов плодовой мушки Drosophila melanogaster, удивительно похожие на человеческие.
Ученые пришли к выводу, что сигналы из ниши стволовых клеток, поддерживающие жизнеспособность клеток, с течением времени теряются, что приводит к снижению количества стволовых клеток, способных эффективно поддерживать нормальное состояние ткани. Однако восстановление этих сигналов ревитализирует клетки.
«Стволовые клетки мух и человека ведут себя одинаково, поэтому полученные нами данные могут привести к крупным достижениям в использовании тканевых стволовых клеток для лечения возрастного угасания функций тканей или регенерации после травмы», - комментирует возможное использование результатов работы ее первый автор Хила Толедано (Hila Toledano), PhD.
Ученые установили, что при старении клетки ниши вырабатывают микроРНК (молекулу, играющую негативную роль в синтезе белков) let-7. Эта микроРНК, как известно, существуют у целого ряда биологически видов, включая человека, и помогает определять очередность событий в процессе развития организма.
Усиление синтеза микроРНК let-7 приводит к эффекту домино, переключающему выключатель старения, влияя на белок Imp, чья функция состоит в защите другой молекулы, Upd, секретируемой ключевой областью ниши стволовых клеток.
Вкратце, Upd стимулирует сигналинг, поддерживающий активность стволовых клеток и их контакт с нишей, в результате чего они сохраняют способность к самообновлению. Но по мере старения повышенная экспрессия микроРНК let-7 в конечном итоге приводит к снижению уровня Upd, уменьшая количество активных стволовых клеток. Вопрос о том, что приводит к накоплению в нише микроРНК let-7 у старых мух, по-прежнему остается открытым.
Ученым удалось повернуть вспять возрастную потерю стволовых клеток повышением экспрессии Imp.
«Мы отключили старение», - считает доктор Джонс.
Противодействовать старению можно несколькими способами: предотвращением повышения экспрессии микроРНК let-7, блокированием разрушения Upd или усилением экспрессии Imp.
«Это исследование открывает новые перспективы в разработке лекарств, ориентированных на стимулирование способности к преодолению последствий старения собственных стволовых клеток пациента», - объясняет доктор Толедано.
Ученые раскрыли механизм потери нишей стволовых клеток своей поддерживающей функции и продемонстрировали, что задействованные в нем молекулярные события можно повернуть вспять. По словам доктора Джонс, применительно к пациентам, чтобы поддержать пересаженные им стволовые клетки, это может означать ко-трансплантацию компонентов самой ниши или омоложение ниши посредством лекарственной терапии.
http://lifesciencestoday.ru/index.ph...em-cells-aging