Бессмертные. Почему гидры и медузы живут вечно, и как людям перенять их секрет

Самый простой подход – попытаться оптимизировать различные сигнальные факторы, изменяя их уровни или эффективность с помощью лекарств. Конбои попытались снизить активность TGF-бета, одного из сигнальных белков, концентрация которых, как они определили, увеличивается с возрастом, дав мышам препарат, называемый ингибитором ALK5. (ALK5 – это рецептор, который клетки используют для обнаружения и реакции на TGF-бета, поэтому его ингибирование препятствует этому.) Препарат пробуждал стволовые клетки в мозге и мышцах, вызывая рост новых нейронов и ускоряя восстановление мышц после травмы. Ученые также пробовали одновременно вводить препарат и дополнительный окситоцин, концентрация которого с возрастом снижается. Это также оказало благотворное воздействие на мозг, мышцы и печень, очень похожее на те, что наблюдались при гетерохронном парабиозе, после всего лишь недели лечения. Самым захватывающим в этом втором исследовании было то, что добавление окситоцина позволило десятикратно снизить дозу ингибитора ALK5. С практической точки зрения более низкая доза препарата снижает риск побочных эффектов у пациентов. С теоретической точки зрения это предполагает, что эти сигнальные пути взаимодействуют таким образом, что изменение нескольких сразу может иметь более выраженный эффект, чем сумма его частей. Ингибиторы ALK5 и окситоцин уже одобрены для клинического применения, благодаря чему они являются основными кандидатами для сигнально-корригирующей терапии первого поколения у людей.

Факторы, растворенные в крови, – не единственные виновники, влияющие на общетелесные изменения в сигналах, сопровождающих старение. Другим ключевым компонентом системы клеточных сигналов являются «экзосомы» – крошечные пузырьковые пакеты, которые транспортируют молекулы между клетками. Самые маленькие из них размером в десятки нанометров в диаметре – в сотни раз меньше, чем обычная клетка, и по величине похожи на вирусы. Они переносят разный груз, но передают сообщения, закодированные в микроРНК, – очень коротких отрезках молекулы, скорее похожих на ДНК, несущую информацию в виде ряда оснований (РНК использует А, С и G, с которыми мы знакомы из ДНК, но T заменяется на U). Когда экзосома прибывает в клетку назначения, она поглощается, перемещая свой груз внутрь. Там микроРНК могут выполнять свою работу, предоставляя инструкции, изменяющие поведение клетки-реципиента.

В одном исследовании изучались стволовые клетки гипоталамуса – части мозга, уже активно участвующей в регуляции сигналов, контролирующих такие фундаментальные процессы, как голод, жажда, циркадные ритмы и температура тела. Исследователи обнаружили, что гипоталамические стволовые клетки массово гибли, когда мыши в эксперименте старели. Инъекция свежих стволовых клеток из гипоталамуса новорожденных мышей не только омолодила эту конкретную область мозга – она увеличила продолжительность жизни на 10 % по сравнению с животными, получившими в качестве контроля другой тип клеток. И, как это часто бывает в экспериментах по изучению старения, мыши жили не просто дольше, но и в более здоровом состоянии, лучше справлялись с упражнениями на беговом колесе и когнитивными тестами и отличались большей мышечной выносливостью.

Это удивительно: добавление стволовых клеток только в одно место имеет настолько сильный эффект, что в результате мыши фактически живут дольше. Хотя это и звучит невероятно, возможно, это не удивительно, учитывая роль гипоталамуса как сигнального звена для столь многих разнообразных процессов. Использование стволовых клеток должно продолжать добавлять новые нейроны в эту критическую область, возвращая под гипоталамический контроль регуляцию всех фундаментальных аспектов физиологии. Однако положительный эффект от инъекции стволовых клеток проявился только через несколько месяцев. По оценкам ученых, это недостаточный срок для того, чтобы они привели к созданию новых нейронов. Они сделали вывод, что за это отвечал какой-то более быстрый процесс, заставивший их заподозрить, что сигнальные экзосомы, производимые стволовыми клетками, омолаживают клеточную популяцию. Собирая экзосомы из стволовых клеток гипоталамуса в пробирку и вводя их в одиночку, они увидели много таких же омолаживающих преимуществ.

Положительныйэффект от инъекции стволовых клеток проявляется только через несколько месяцев после введения.

Если этот результат подтвердится, его можно будет превратить в непосредственный способ лечения. Мы могли бы трансформировать некоторые клетки в иПСК и дифференцировать их в нейронные стволовые клетки, которые можно было бы ввести непосредственно в мозг.