Дослідники з США розробили новий підхід для усунення клітинних ушкоджень, які з кожним роком накопичуються в організмі людини. Технологія потенційно може уповільнити або звернути назад найважливішу причину старіння.Іншими словами, мрія всіх жителів планети про вічної молодості може здійснитися.
Фахівці говорять, що вони створили технологію для видалення мутований ДНК з мітохондрії (вони, нагадаємо, володіють своїм власним «кодом»). Ці органели виробляють більшу частина хімічної енергії всередині клітин. Їх ще інколи називають «енергетичними станціями» кліток.
Трохи теорії: у кожній клітині присутні сотні тисяч мітохондрій, і кожна несе в собі власну невелику кільцеву мтДНК (мітохондріальну ДНК), продукти роботи якої необхідні для виробництва енергії. З тієї причини, що мтДНК володіє обмеженими можливостями за власним «ремонту», нормальні і мутовані версії мтДНК досить часто зустрічаються в одній клітці.
Такий стан відомо під назвою гетероплазмия.
Більшість людей народжуються з певним рівнем гетероплазмии, але зміст мутованих мтДНК збільшується протягом усієї життя. Потім, після проходження критичного переділу в рівні змінених мтДНК, клітини перестають функціонувати або зовсім відмирають.
На думку деяких фахівців, накопичення мутованих мтДНК протягом усього життя людини сприяє старінню і виникнення вікових дегенеративних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера і Паркінсона, а також саркопения — вікова втрата м’язової маси і сили. До речі, успадковані дефекти в мтДНК також пов’язані з поруч розладів, які зустрічаються у дітей, включаючи аутизм.
Нагадаємо, що саме з цієї причини учені створюють дітей від трьох батьків — з метою уникнути спадкування дефектної мтДНК від матері.
«На сьогодні нам відомо, що збільшення темпів мутирования мтДНК призводить до передчасного старіння», — говорить професор біології Брюс Хей (Bruce Hay) з Каліфорнійського технологічного інституту. Мутовані мтДНК накопичуються в ключових тканинах нервової і м’язової і останні втрачають функціональність з віком. Вчені припустили: якщо видалити деяку кількість змінених мтДНК, можна буде сповільнити або зовсім видалити найважливіший аспект старіння.
Дослідники генетично модифікували мтДНК дрозофіл (поширені плодові мушки) таким чином, що 75 відсотків мтДНК в м’язах, що відповідають за політ комах, піддалися мутації в ранній фазі дорослішання. До речі, дрозофіли швидко ростуть і мають «аналогами» більшості генів людських хвороб, що робить їх важливими моделями у вивченні процесів, пов’язаних з захворюваннями людей.
Дослідники вирішили зосередитися на м’язах, оскільки ця тканина з віком втрачає свої властивості у всіх тварин і у людей. Крім того, на її прикладі легко вивчити наслідки втрати функціональності.
На відміну від мутацій ДНК в ядрі клітини, які можна виправити за допомогою механізмів клітинного відновлення, мутації в мтДНК часто не можна «відкрутити назад». Тим не менш клітини можуть розщеплювати і ремонтувати «поламані» мітохондрії. Цей процес виконує функції ВТК клітини. Але що було незрозуміло до сьогоднішнього дня, так це те, чи може подібний процес сприяти виборчої ліквідації мутований мтДНК.
До речі, ті, хто стежив за Нобелівської тижнем, згадають, що приблизно в цій же області працює і став Нобелівським лауреатом цього року Есінорі Осумі.
Дослідники виявили, що коли вони штучно збільшували активність генів, які відповідали за роботу ВТК клітини, то зміст мутований мтДНК в клітинах м’язів мух істотно знижувався. Наприклад, надекспресія гена паркін (parkin) знижувала частку змінених мтДНК з 76% до 5%. Для порівняння зазначимо, що надекспресія гена Atg1 знижувала частку шкідливого коду лише на чотири відсотки.
«Таке скорочення зможе повністю усунути будь-які дефекти обміну речовин у цих клітинах, по суті воно відновило їх до молодого стану. Експерименти демонструють, що кількість мутованих мтДНК може бути знижено у клітинах», — говорить Хей.
Тепер, коли дослідники з’ясували, що роботу ВТК клітини можна регулювати, у них з’явилася нова мета. Вони хочуть знайти ліки, які змогли б підсилити цей ефект.
«Наша мета створити таке майбутнє, в якому люди змогли б періодично проходити процедуру прибирання кліток, щоб видаляти пошкоджені мтДНК із тканин мозку та м’язів. Така технологія дозволить підтримувати на хорошому рівні інтелектуальні здібності людини і його рухливість. Все це призвело б до здорового старіння в цілому», — говорить Хей.
Дослідження опубліковане в науковому журналі Nature Communications.
