И вечная весна на клеточном уровне

Этому долгожителю из Дагестана – 121 год!
Фото РИА Новости

Этим уникальным свойством – перманентная ювенильность (постоянная молодость) – обладают стволовые клетки, до конца жизни сохраняющие «делительный» потенциал. Именно благодаря постоянной готовности делиться и давать клетки со специфической функцией происходит заживление ран и выздоровление после гриппа, обновление органов и тканей.

Со временем, однако, в геноме клеток накапливаются дефекты, следствием чего является накопление излишних количеств агрессивных кислородных радикалов. Снизить их концентрацию удается с помощью повышенных количеств так называемых антиоксидантов, но это возможно лишь в опытах.

Журнал Nature Genetics опубликовал статью, в которой описываются два гена, находящихся в женской половой хромосоме Х («икс»). Эти гены отвечают за нормальное функционирование такого известного гормона стресса, как кортикотропин. Активность обоих генов приводит к повышению обеспокоенности и изменениям социального поведения. Этот эффект был доказан в опытах на мышах. Снижение активности обоих генов уменьшало уровень беспокойства и налаживало поведение. Таким образом, открыта еще одна клеточная мишень для разработки новых эффективных средств против беспокойств и стресса.

Лекарства лекарствами, а про стволовые клетки тоже не стоит забывать. Сотрудникам Питтсбургского университета путем введения мышам с ускоренным старением стволовых клеток удалось приостановить нежелательный процесс. Стволовые клетки от молодых здоровых мышей вводили в брюшную полость генно-модифицированных животных. Эта процедура увеличила продолжительность жизни последних до двух месяцев (обычно мутанты начинают погибать в трехнедельном возрасте).

К сожалению, введение стволовых клеток внешне никак не сказывалось на обычных мышах, но ученые надеются, что в ходе дальнейших опытов удастся открыть механизмы сдерживания возрастной деградации организма. А оно, похоже, целиком находится под контролем нашего генома.

Ученые Флоридского университета опубликовали в журнале Frontiers in Genеtics полную расшифровку геномов 114-летних мужчины и женщины. Уникальность первого заключается в наличии 37 мутаций в гене АРС (аденоматозный полипоз толстого кишечника), которые повышают риск развития колонального рака. Последний действительно был диагностирован у мужчины, который был вынужден подвергнуться операции по удалению опухоли.

У женщины выявленные варианты указывали на повышенный риск развития когнитивных расстройств вследствие болезни Альцгеймера, стенокардии и некоторых форм рака. Сердце у женщины стало пошаливать лишь после 108 лет. Сердечная недостаточность, по всей видимости, привела к нарушениям мозгового кровообращения, которые проявились в виде мягких когнитивных расстройств.

У обоих долгожителей было выявлено более 50 вариантов генов, отвечающих за продолжительность жизни. Мутации этих генов приводят к преждевременному старению. Сочетание различных вариантов обеспечило обследуемым столь необычно долгую жизнь. Остается только понять, какие из этих вариантов важны для сохранения физической активности и трудоспособности, ясности ума и светлой памяти.

Не следует только забывать, что на противоположном полюсе находятся тоже вечно юные раковые стволовые клетки, дающие рост различным опухолям. При их делении нарастает озлокачествление, проявляющееся в нарушениях формы клеточного ядра. Новый метод клеточной компьютерной томографии, разработанный в Аризонском университете, позволяет увидеть эти изменения воочию в трехмерном измерении. Известно, что компьютерный томограф использует для построения изображений рентгеновские лучи, которые, конечно же, буквально испепелят одиночные клетки. Поэтому для томографии, то есть получения сотен оптических срезов клеток, «плавающих» в геле, были использованы лучи видимого света. Ядра клеток различных стадий озлокачествления характеризовались увеличенными размерами, нарушениями структуры хромосом и другими дефектами.

Впервые патологи получили не только качественную, но и количественную оценку тех клеточных изменений, которые происходят при раковом перерождении. На протяжении целого века патологи оценивали состояние опухолевой ткани на глазок и – за неимением ничего лучшего – весьма субъективно. Клеточная компьютерная томография дает возможность оцифровать диагностический процесс.

Можно сказать, что прогресс пришел и в эту крайне закрытую и отставшую от хода времени область. Следует напомнить, что более полумиллиона американцев каждый год сталкиваются с диагнозами, поставленными на основе традиционных микроскопических биопсий. Клеточная компьютерная томография позволяет одновременно в параллельном режиме исследовать клетки нормальных тканей, доброкачественных и злокачественных опухолей, количественно оценивая соотношение ядерного объема и цитоплазмы, размер клеточного ядра и текстуру хроматина в нем.