Ученые обнаружили еще одну возможную причину старения

Человеку во все времена было трудно мириться с фактом неизбежного наступления старости. Если в древности люди тешили себя легендами о молодильных яблоках и фонтаны молодости, то современный человек надеется, что тайну долголетия сможет открыть современная наука. И, похоже, она таки на это способна: годами изучая причины старения, ученые определили важные факторы, приводящие к ней. В новом исследовании американские ученые заявили, что продвинулись дальше и обнаружили, что проявления старости, как артрит, заболевания сердца, остеопороз могут возникать через процесс, который называется клеточным старением. Оно наступает, когда клетка уже поделилась определенную количество раз (граница Гейфлика), после чего она теряет возможность в дальнейшем делиться. Накапливаясь с возрастом в тканях, состаренные клетки могут вызвать неприятные симптомы заболеваний.

Одним из изученных факторов клеточного старения является укорочение теломер — конечных участков хромосом. При каждом делении клетки теряется частичка теломер и со временем это приводит к неспособности деления. Другой причиной ученые называют повреждения ДНК в ответ на различного рода стрессы.

А еще ученые часто называют клеточное старение приспособлением для защиты от раковых заболеваний. Когда клетки получают повреждения, которые могут угрожать превращением в рак, они вступают в фазу старения и прекращают делиться, таким образом не давая раковой клетке возможности размножаться и распространяться. То есть полностью избежать старости скорее всего невозможно, потому что это может привести к потере контроля над разрастанием раковых клеток.

«Но с другой стороны, мы хотели бы найти способ удалить старые клетки, чтобы способствовать здоровому старению и лучшему функционированию», — объяснил цель своего исследования Николас Грэм, один из соавторов научной статьи.

Для проведения схожих экспериментов чаще используют клетки фибробласты, но на этот раз ученые выбрали культуру эпителиальных клеток. Если сказать точнее, то использовали клетки эпителиальной ткани молочной железы человека.

Когда после примерно 40 делений клеток исследователи проверяли, действительно ли они перешли в фазу старения, то оказалось, что клетки имеют некоторые нарушения, на которые раньше не обращали внимания. Так, у большого числа наблюдались многочисленные ядра, что может говорить о онкогенно индуцированном процессе старения в популяции.

Но более важным замечанием стало то, что у клеток в процессе старения наблюдалась нехватка нуклеотидов, которые необходимы для построения нуклеиновых кислот. Подробнее разобраться в причинах этого наблюдения, позволил эксперимент, во время которого в клетки вносили молекулы, меченные стабильными изотопами углерода. Это позволило проследить биологические особенности на пути превращения одних веществ в другие. Ученые узнали, что в клетках наблюдалась нехватка веществ, принимающих участие в важных метаболических процессах. И наибольший дефицит наблюдался тех веществ, которые нужны непосредственно для синтеза нуклеотидов.

Чтобы перепроверить правдивость своей гипотезы, исследователи попытались состарить и молодые клетки, которые активно размножаются, и такие, которым заблокировали возможность старения, избегая укорочение теломер. В культуры эпителиальных клеток внесли вещество триапин, которое подавляет белок под названием RRM2, который обеспечивает синтез ДНК. Этот препарат планируют использовать при лечении раковых опухолей, поскольку он имеет свойство подавлять образование дезоксирибонуклеотидов и таким образом приводит к гибели раковых клеток.

Триапин действительно привел к тому, что молодые клетки перестали производить нуклеотиды в достаточном количестве, к тому же у них обнаружили некоторые маркеры клеточной старости. Тоже самое произошло и с культурой бессмертных клеток. То есть, они стали проявлять признаки старения и больше не могли делиться.

«Это означает, что выработка нуклеотидов является важным для сохранения молодости клеток. Это также означает, что если бы мы могли не допустить того, чтобы клетки потеряли способность синтеза нуклеотидов, то они могли бы стареть медленнее», — добавила Ализера Дельфара, соавтор исследования.

Команда исследователей отметила, что их результаты могут помочь при создании сенолитиков — препаратов, которые могут уничтожать старые клетки в организме. Исследования этих веществ уже проводились на животных и показали некоторые положительные результаты.