Наука
За да сме млади, трябва да убием зомби клетките

За да сме млади, трябва да убием зомби клетките

Безсмъртието е мечта, към която човечеството се стреми. Но хората не искат просто да са безсмъртни, а по-скоро да са вечно млади или поне добре изглеждащи до последния си ден. Това желание е създало многомилиардна (козметична) индустрия, която предлага продукти с почти магически свойства, но все пак неефективни. Повечето методи се основават на вярата, че за да изгледаме добре, трябва да „подхранваме“ тялото. А ако се окаже, че за да сме млади, просто трябва да убием някои клетки?

Untitled-1През 2000 година група учени биват озадачени от мишките, които са създали. Вместо да развиват тумори, както е очаквано, те са започнали да стараят прекалено бързо. Едва на 3 месечна възраст козината им оредява, а очите им се изпълват с катаракти. Телата на мишките се изпълват със странен тип клетки, които не се делят, но и не умират.

Изследователите се зачудили какво би станало, ако започнат да убиват тези странни клетки? Дали премахването на „зомби“ клетките ще подмлади индивидите? Отговорът е да! В проучване от 2011 година екипът открива, че премахването на тези застаряващи (senescent) клетки отмива повечето от следите на отминалото време. Това откритие дава началото на публикуването на множество подобни проучвания. През последните седем години дузина експерименти потвърждават, че застаряващите  клетки се акумулират в стареещите органи, а елиминирането им може да има превантивен ефект спрямо някои заболявания. Тази година бе доказано и, че премахването на тези клетки възстановява активността, плътността на козината и функциите на бъбреците при мишки.

Този антиейдж ефект е неочакван обрат на проучване върху застаряващите клетки. Те са специален тип клетки, които за пръв път са били описани преди 50 години. Когато клетка стане застаряваща (а повечето имат този потенциал), тя започва да се реплицира, започва да бълва множество протеини с различна функция и активира метаболитен път, който я предпазва от смърт. Тези клетки се намират на границата между живота и смъртта.

В момента биотехнологичните и фармацевтични компании се подготвят да изпитат лекарствени препарати, познати като сенолитици, които убиват въпросния клас застаряващи клетки с надежда да се възстанови изгубената младост или поне да забавим стареенето. Компанията, която разработва тази терапия (Unity Biotechnology) смята да проведе клинични изпитвания през следващите две години и половина, когато хора, които страдат от остеартрит, очни, пулмонарни и други заболявания, ще преминат през въпросната терапия. Проблемът обаче е, че подобни терапии често дават отлични резултати при опитни животни, но при хора са напълно неефективни. Все още няма продукт, който да е прескочил тази стена (1).

Но как тези клетки ни правят по-стари?

Терминът „senescence“ (застаряващи)  клетки е въведен през 1962 година от учените, които откриват, че диплоидните, човешки клетки могат да се делят ограничен брой пъти (2). По това време е имало много малко информация за стареенето като биологичен процес, а опитите на въпросните автори да внесат светлина по темата са завършвали с присмех.

Макар много клетки да могат да умират от само себе си, всички соматични клетки, които могат да се делят, могат да преминат през процеса на застаряване. Дълго време тези клетки са били истинска загадка. Знаело се, че не се делят и че са метаболитно активни, но никой не е знаел дали изпълняват някаква важна функция.

До началото на 21 век се е знаело, че въпросният мистериозен процес се е използвал от тялото като метод за спиране на растежа на увредени клетки и потискане на тумори. Знае се, че когато клетките биват увредени или мутират, те спират да се делят, за да не се предаде увреждането на дъщерните клетки. Подобни “senescent” клетки са открити в плацентата и ембрионите, в които изграждат временни структури преди да бъдат заместени от други клетки.

Но през 2008 година бе разкрито нещо притеснително. Въпросният клас клетки екскретира богата гама от молекули – цитокини, растежни фактори и протеази, които моделират функцията на близките клетки и могат да предизвикат локално възпаление. В този процес участват стотици протеини.

В млада, здрава тъкан тази секреция е част от възстановителен процес, чрез който увредени клетки изпращат сигнал, за да може имунната система да ги отстрани. Но в някакъв момент тези клетки увеличават своята численост, а този процес е свързан с развитие на остеоартрит (хронично възпаление на ставите), атеросклероза и други. Никой не е сигурен кога и как това се случва. Предполага се, че с времето имунната система спира да отговаря на сигналите.

Интересното е, че застаряващите клетки се различават в различните тъкани. Секретират различни цитокини, експресират различни извънклетъчни протеини и използват различни тактики, за да избегнат смъртта. Именно това огромно разнообразие затруднява научните екипи да откриват застаряващите клетки и да ги визуализират. Дори определящата функция – НЕделенето не е постоянна. След провеждане на химиотерапия на клетките е нужно до 2 седмици, за да се превърнат в „стареещи“ преди да отново да възобновят пролиферацията и раковото състояние. Наскоро учени установиха, че при животински модели премахването на „стареещи“ клетки след химиотерапия се намалява риска от разпространението на онкологичното образувание.

Визуализацията не тези клетки е трудна и скъпа, защото са нужни огромно количество различни маркери, за да бъдат белязани. Наскоро в Израел бе показана технология за молекулярно белязане на тези клетки в тумори и тъкани на възрастни мишки. При млади мишки застаряващите клетки са не повече от 1%, докато в тъканите на мишките на възраст две години те достигат до 20%.

Но макар трудно да се откриват и наблюдават, те лесно могат да бъдат убити.

Учените установяват, че тези зомби клетки разполагат с пет метаболитни пътя, чрез които избягват смъртта. Масовият скрининг разкрива две потенциални вещества, които могат да се използват за постигане на желаното „подмладяване“. Първото е препаратът за химиотерапия дасатиниб, който унищожава предшествениците на мастните клетки, които са станали застаряващи. Второто е веществото, което е с растителен произход – познатият на много хора кверцетин. Комбинираното действие на двете вещества синергично подсилва желания ефект.

По-късно е идентифицирано веществото, което сега е познато като навитоклакс, което инхибира два протеина, които помагат на клетките да оцеляват. Към момента има идентифицирани 14 сенолитични вещества – малки молекули, антитела и дори малък пептид.

Всеки сенолитик убива различен тип клетки, което означава, че за да се справим със старостта до известна степен, ще трябва да използваме множество от въпросните вещества едновременно.

Положителното е, че сенолитиците могат да се приемат по веднъж през определен период от време – например веднъж годишно, а не непрестанно. Това означава, че хронични интоксикации няма да се наблюдават, а хората могат да приемат медикамента, когато са в отлично здравословно състояние. Компанията, която разработва терапията, планира медикаментът да се инжектира директно в засегнатите тъкани и области – очи, стави, болезнени места по гърба и други.

Но за разлика от раковите заболявания, при подмладяването не е нужно да се убиват всички клетки. Проучвания с мишки показват, че премахването на голяма част от застаряващите клетки е достатъчно, за да усетим разликата. Най-важното е, че сенолитиците ще премахнат наличните клетки, но няма да повлияят върху някои важни процеси при контролирането на разпространението на туморни образувания.

Част от научната общност е изключително скептична (и с право), но много хора са оптимистични. Дори началните клинични проучвания да не дадат желания резултат, терапията ще се модифицира, разшири и подобни, защото сенолитиците могат да удължат дори живота на третирания индивид.

 Литература:

1)      https://www.nature.com/news/2010/100324/full/464480a.html

2)      L. Hayflick, The limited in vitro lifetime of human diploid cell strains, In Experimental Cell Research, Volume 37, Issue 3, 1965, Pages 614-636, ISSN 0014-4827, https://doi.org/10.1016/0014-4827(65)90211-9.

3)      (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0014482765902119)

4) Превод от: https://www.scientificamerican.com/article/to-stay-young-kill-zombie-cells/

Хареса ли ти тази статия? Може да подкрепиш biologist чрез Patreon!
Share this Story

Подобни публикации

Ако харесвате дейността на 6nine, може да помогнете със скромно дарение за обезпечаване на някои нужди. Благодаря!

Choose currency

Enter amount

Харесайте ни във facebook

За biologist

I fucking love science! Здравейте! Казвам се Й. Стефанов и съм микробиолог (бъдещ доктор), science enthusiast, по дефиниция на БГ законодателството се водя "млад учен", просто любопитен. Геймър, меломан, киноман. MARVEL FAN! Млад съм, което явно за много хора е проблем. За други щеше да е проблем, ако бях брадат старец :D Няма угодия. Ако някой иска да се свърже с мен, може да ми пише на посочения имейл, да ми прати съобщение в страницата "Наука и критично мислене" (която е моя) или просто да ми пише на личния профил: https://www.facebook.com/munroe90

Статии в снимки

Може да подкрепите дейността на този блог.

Подкрепете Science blog чрез Patreon!