Старение — биологический процесс, который подразумевает деградацию и изменения тела. Как известно, он происходит на молекулярном уровне и затрагивает абсолютно все системы организма. Ученые долгое время пытают найти причины старения и способы остановить его, однако до последнего момента никаких серьезных успехов добиться в этой области не удавалось. Теперь же сразу две исследовательские группы сообщают, что у них получилось искусственно управлять процессом старения. Одна группа замедлила старение, а вторая вначале ускорила его, а затем обратила вспять. Правда, радоваться пока рано, потому что речь идет о мышах. Но, вполне возможно, что опробованная на грызунах технология поможет если не остановить, то хотя бы замедлить старение и людей.

Ученые смогли искусственно состарить мышей, а затем омолодить их

Как стволовые клетки замедляют старение

Десять лет назад биолог из Киотского университета Синья Яманака получил Нобелевскую премию за то, что смог получить стволовые клетки из обычных клеток. Для этого он использовал определенный «коктейль» белков. Теперь же ученые использовали эти белки, чтобы повернуть вспять процесс старения.

Одна группа биотехнологов использовала генную терапию, чтобы доставить некоторые из так называемых факторов Яманака старым мышам, что позволило увеличить продолжительность их жизни. Другая команда использовала аналогичную стратегию, в результате чего им удалось избавить мышей от многих симптомов старения.

Процесс старения происходит, возможно, из-за эпигенетических меток

Но как биологический «коктейль» (факторы Яманака) действует на организм? В обоих случаях они, судя по всему, восстановили часть эпигенома животных, то есть химические модификации ДНК и белков, которые влияют на активность генов. Белки, фактически, отменили эпигенетические изменения, которые происходят в результате старения.

Как удалось остановить старение организма

Ученые заметили, что у генетически модифицированных мышей, которые сами начинали экспрессировать факторы Яманака во взрослом возрасте, начинали исчезать признаки старения. Но модифицировать людей невозможно, поэтому исследователи решили попробовать другой метод, который можно использовать на практике.

Ученые искусственно продлили жизнь старым мышам

Американская компания Rejuvenate Bio ввела пожилым мышам, возраст которых составлял 124-недели, аденоассоциированные вирусы (AAV), несущие гены трех факторов, известных под общим названием как ОСК. В результате мыши смогли прожить 18 недель, в то время как грызуны из контрольной группы прожили в только 9 недель. Об этом компания сообщает в препринте на сайте bioRxiv. Исследователи сообщают, что у животных восстановились паттерны метилирования ДНК, то есть эпигенетическая метка приобрела такой же вид, как у молодых животных. В след за этим увеличился и срок жизни животных.

Почему возникает старение?

Второе исследование было опубликовано в журнале Cell учеными из Гарвардской медицинской школы Дэвида Синклера. В своей работе авторы хотели проверить утверждение, согласно которому старение происходит по причине утраты определенных эпигенетических меток. В течение всей жизни их разрушают механизмы репарации ДНК, то есть механизмы, которые восстанавливают молекулы ДНК.

Чтобы проверить эту версию, ученые ввели мышам препарат, который стимулирует выработку определенного фермента. Этот фермент приводит к разрыву ДНК в 20 участках генома. В результате, как и предполагалось, механизмы репарации восстановили ДНК, но при этом произошли изменения в эпигенетических метках. Они стали похожи на эпигенетические метки старых мышей.

Процесс старения, теоретически, можно остановить

Но самое интересное, что признаки старения появились не только в эпигенетических метках. Здоровье грызунов тоже ухудшилось. В течение нескольких недель животные потеряли шерсть и пигмент. В течение последующих нескольких месяцев у них появлялись признаки слабости и старения тканей, ухудшилось зрение и произошла другая деградация организма.

Затем ученые попытались обратить этот процесс вспять. Для этого некоторым из мышей ученые ввели гены OSK. Анализ мышц, почек и сетчатки мышей показал, что коктейль белков обратил вспять некоторые эпигенетические изменения. При этом состояние здоровья грызунов тоже стало улучшаться. По сути, ученым удалось искусственно управлять возрастом животных — вначале грызунов состарили, а затем их омолодили.

Но, скорее всего, изменение эпигенетических меток — это не единственная причина, по которой происходит старение. Ранее мы рассказывали, что по мнению других ученых в этом виноваты мутации ДНК. Отсюда можно сделать вывод, что старение вызвано многими процессами на молекулярном уровне.