Футурология

Создание таких органов, как почки, печень, сердце, является весьма нетривиальной задачей, поскольку их структура крайне сложна и для полного функционирования им необходимо питание. Тем не менее в ближайшие десять лет они будут созданы.

Стволовые клетки взрослого человека могут быть направлены по пути дифференцировки, то есть специализации на необходимом типе ткани с помощью специальных молекул — факторов роста. Необходимое сочетание и концентрация факторов позволят добиться управляемой дифференцировки стволовых клеток в нужные ткани. В этот момент клеточная терапия перейдет на абсолютно новый уровень, когда с помощью трансплантированных клеток можно будет восстанавливать функционирование поврежденной ткани.

Конечной целью регенеративной медицины являются использование и активация собственного регенеративного потенциала организма для восстановления функций ткани.

Существует линия мышей MRL, у которых полностью регенерируют отверстия в ушах. После прокола дырки не остается шрама. Также у этих мышей после инфаркта без следа заживает сердечная мышца. Эллен Хебер-Катц удалось установить, что у мышей MRL за такие потрясающие регенерационные способности отвечает подавление гена p21.

Мы должны научиться управлять регенерацией на уровне генома человека.

Научные задачи по изучению фундаментальных механизмов регенерации и разработки методов восстановления тканей:

поиск веществ для активации собственных стволовых клеток с целью осуществления ими «ремонта» в нужном месте;

поиск методов воздействия на обычные соматические клетки для того, чтобы заставить их делиться в нужном объеме или трансдифференцироваться в другой тип клеток;

определение генов, активность которых отвечает за регенерацию, и подбор веществ, которые смогут регулировать работу этих генов;

поиск методов управления поведением стволовых клеток за счет модулирования сигналов, посылаемых нишей стволовых клеток;

создание базы данных о регенеративном статусе организма, аналогичной базе знаний по биомаркерам старения, которую тоже еще предстоит создать.

Клеточное окружение играет огромную роль в регуляции самовозобновления и превращения в специализированные клетки. Стволовые клетки «живут» в нишах, образованных обычными соматическими, то есть не стволовыми, клетками, которые секретируют различные цитокины и факторы роста, передающие сигнал стволовым клеткам. Однако с течением времени клетки ниши стареют и перестают посылать правильные сигналы. Для поддержания регенеративного статуса на уровне молодого организма необходимо установить нужное сочетание и концентрации сигнальных молекул.

Борьба с хроническим воспалением

Итальянский иммунолог Клаудио Франчески уделяет огромное внимание изучению влияния иммунной системы на процессы старения. Он установил, что с течением времени иммунная система подвергается гиперстимуляции из-за постоянной необходимости отвечать на антигены. В результате этого развивается хроническое вялотекущее воспаление, которое носит название «инфламэйджинг» и вносит огромный вклад в старение и развитие возрастных заболеваний — атеросклероза, диабета второго типа, болезни Альцгеймера и остеопороза.

Долговременное влияние повреждающих агентов вынуждает иммунную систему адаптироваться и трансформировать микроокружение в тканях за счет изменения экспрессии генов, состава, концентрации и взаимодействия белков.

В первую очередь, изменяется соотношение про- и антивоспалительных цитокинов. Это влияет даже на поведение стволовых клеток. Снижение их пролиферативного потенциала (способность стволовых клеток превращаться в различные зрелые клетки) во многом объясняется изменениями в концентрации сигнальных молекул в нишах стволовых клеток. Происходит накопление воспалительных молекул, которые подавляют активность стволовых клеток.

Можно идентифицировать гены, активность которых переносит баланс на сторону антивоспалительных процессов в тканях, и активировать их с помощью препаратов.

Известно, что полиморфизм, вызывающий более интенсивную продукцию антивоспалительного цитокина IL-10, ассоциирован с долгожительством у японцев. Это пример мишени, воздействие на которую может привести к выравниванию баланса между про- и антивоспалительными молекулами в тканях и избавлению от разрушительного хронического воспаления.

Регуляция нейроэндокринной и иммунной систем

Одним из проявлений старения иммунной системы является снижение количества «наивных» Т-лимфоцитов, которые созревают из клеток-предшественниц в тимусе. С возрастом происходит инволюция тимуса, то есть деградация функциональной ткани, уменьшение ее в объеме и зажиривание всего органа. Уже к 30 годам тимус практически полностью деградирует, что приводит к снижению иммунного ответа против инфекций в старости.

Возможные методы решения проблемы инволюции тимуса:

создание тимуса инженерными методами;

противодействие инволюции фармакологическими методами, например, с помощью грелина — гормона голода.