logo

Пользовательского поиска

Saturday 26th of May 2018

Теломераза поворачивает процесс старения вспять?

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Старение
Автор: Administrator   
01.12.2010 18:50

 

Защитные колпачки хромосом – теломеры – не только предотвращают старение. Они могут повернуть его вспять.

 

Защитные колпачки хромосом – теломеры – не только предотвращают старение. Они могут повернуть его вспять. (Lansdorp/Visuals Unlimited/Corbis)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ученые из Онкологического института Дана-Фарбера (Dana-Farber Cancer Institute) Гарвардского университета (Harvard University) впервые частично обратили вспять возрастную дегенерацию тканей у мышей, что привело к увеличению размеров головного мозга, повышению плодовитости и возвращению потерянных когнитивных функций.


Профессор генетики Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School) Рональд де Пиньо (Ronald A. DePinho), MD, считает, что их эксперименты являются вехой в науке о старении. Таких результатов они достигли, создав генно-инженерных мышей с управляемым геном теломеразы. Фермент теломераза поддерживает постоянную длину защитных колпачков на концах хромосом – теломер.

Свойственные пожилому возрасту низкие уровни теломеразы связаны с прогрессирующей эрозией теломер, что вносит свой вклад в дегенерацию тканей и приводит к функциональным расстройствам. Создав мышей с «переключателем» теломеразы, исследователи получили преждевременно стареющих животных. Этот сложный генно-инженерный «трюк» позволил им ответить на вопрос, может ли реактивированная теломераза восстановить теломеры и смягчить симптомы старения. Работа показала значительное отступление многих из признаков старения, в том числе бесплодия и заболеваний мозга.

Профессор генетики Гарвардской медицинской школы Рональд де Пиньо (Ronald A. DePinho), MD. Его работа – первая демонстрация обратного развития многих проявлений возрастной тканевой дегенерации у мышей. Ученый считает ее вехой в науке о старении. Результаты получены на генно-инженерных мышах с контролируемым геном теломеразы. На заднем плане - изображения хромосом с теломерами (выделены красным) на концах.

 

Профессор генетики Гарвардской медицинской школы Рональд де Пиньо (Ronald A. DePinho), MD. Его работа – первая демонстрация обратного развития многих проявлений возрастной тканевой дегенерации у мышей. Ученый считает ее вехой в науке о старении. Результаты получены на генно-инженерных мышах с контролируемым геном теломеразы. На заднем плане - изображения хромосом с теломерами (выделены красным) на концах. (Photo by Kris Snibbe)

 

Хотя использование подобного подхода для возвращения молодости людям сегодня невозможно, стратегия как таковая может быть когда-нибудь применена для лечения таких редких заболеваний, как генетически обусловленный синдром преждевременного старения, при котором укорочение хромосом играет важнейшую роль.

«Можно ли таким образом повлиять на процесс нормального старения – более сложный вопрос», - считает профессор де Пиньо. «Но следует отметить, что укорочение теломер связано с возрастными заболеваниями и, таким образом, восстановление теломер могло бы замедлить их дальнейшее развитие».

Важно отметить, что у животных не наблюдалось никаких признаков развития рака. Этот вопрос по-прежнему вызывает обеспокоенность, так как, чтобы стать практически бессмертными, раковые клетки активируют именно теломеразу. Профессор Де Пиньо считает, что риск развития рака можно минимизировать, включая выработку теломеразы только на короткие отрезки времени - несколько дней или недель, что не приведет к «оживлению» скрытых раковых клеток или образованию новых. Однако этот важный вопрос требует дальнейших исследований.

Кроме того, считают ученые, полученные результаты могут открыть новые перспективы в регенеративной медицине, так как они дают основания полагать, что покоящиеся взрослые стволовые клетки в тканях даже очень старых людей остаются жизнеспособными и могут быть реактивированы для устранения возрастных повреждений.

 

Клетки селезенки мышей с активированной теломеразой в метафазе.

Клетки селезенки мышей с активированной теломеразой в метафазе. (Фото: nature.com)

 

«Если устранить основные повреждения и стрессы, стимулирующие процесс старения и вызывающие прекращение роста стволовых клеток, их можно использовать в обратном, регенеративном, направлении для омоложения тканей и сохранения здоровья в старости», - предполагает профессор де Пиньо. Среди таких стрессов и происходящее в течение всей жизни укорочение теломер, ведущее к фатальному повреждению клеток и тканей.

Потеря теломер вызывает каскад сигналов, заставляющих клетки прекратить деление или перейти к выполнению программы клеточной смерти, или апоптоза, стволовые клетки «уйти на отдых», органы атрофироваться, а нейроны умереть. В целом укорочение теломер клеток нормальных тканей указывает на устойчивое снижение жизнеспособности.

В проведенных профессором де Пиньо экспериментах использовались генно-инженерные мыши, у которых в результате аномального, преждевременного старения развивались тяжелые повреждения ДНК и тканей. У этих животных были короткие нефункциональные теломеры, и они страдали многими ассоциированными со старением заболеваниями, прогрессирующими в последующих поколениях. Среди нарушений были такие как уменьшение размеров яичек, бесплодие, атрофия селезенки, повреждения кишечника, сокращение размеров головного мозга и неспособность образовывать новые нейроны.

 

Электронная микрофотография покрытых миелиновыми оболочками аксонов в мозолистом теле головного мозга генно-инженерных мышей. Концы стрелок указывают на толщину миелиновых оболочек (х12000). Шкала 200 нм.

Электронная микрофотография покрытых миелиновыми оболочками аксонов в мозолистом теле головного мозга генно-инженерных мышей. Концы стрелок указывают на толщину миелиновых оболочек (х12000). Шкала 200 нм. (Фото: nature.com)

 

«Мы хотели узнать, что произойдет, если у животных с тяжелейшими возрастными заболеваниями включить теломеразу и восстановить теломеры», - объясняет профессор де Пиньо. «Замедлит ли это старение, стабилизирует его или, может быть, повернет вспять?»

Вместо того чтобы вводить грызунам дополнительные количества теломеразы извне, ученые разработали способ включения их собственного гена теломеразы, известного как TERT. Они создали инженерный ген TERT, кодирующий гибридный белок гена TERT и рецептора эстрогена (ER). Этот гибридный белок активируется только особой формой эстрогена (4-hydroxytamoxifen, 4-OHT). Таким образом, они могли стимулировать выработку гибридного белка TERT-ER и активировать с его помощью восстановление теломер в любое время, давая мышам специальный препарат эстрогена.

Эстроген вводился с помощью постепенно рассасывающихся подкожных гранул. В контрольной группе гранулы не содержали активного вещества.

Через четыре недели у мышей, получавших эстроген, наблюдались заметные признаки омоложения. В целом мыши демонстрировали повышенные уровни теломеразы и удлинение теломер, биологические изменения, свидетельствующие о возвращении клеток в состояние роста с обратным развитием тканевой дегенерации, увеличение размера селезенки, яичек и головного мозга. «Это было похоже на эффект Понсе де Леоне», - замечает де Пиньо, имея в виду испанского конкистадора, искавшего мифическую вечную молодость.

 

Головной мозг мышей-ровесников из экспериментальной и контрольной групп.

 

Головной мозг мышей-ровесников из экспериментальной и контрольной групп. (Фото: nature.com)

 

 

 

 

«Через месяц после включения теломеразы головной мозг в значительной степени вернулся к норме», - комментирует результаты работы де Пиньо. Теломераза ревитализировала дремлющие стволовые клетки и они начали производить новые нейроны. Кроме того, увеличились в диаметре окружающие нервные клетки липидные миелиновые оболочки, истончающиеся у старых животных.

Чтобы показать, что вся эта новая активность действительно вызвала положительные функциональные изменения, ученые протестировали способность мышей избегать определенных пространств, где они ощущали неприятные запахи, ассоциирующиеся у них с чувством опасности – хищниками или испорченной пищей. Лишенные теломеразы животные потеряли способность к выживанию, так как их обонятельные нервы атрофировались, но после повышения уровня фермента эти нервы регенерировали, и важное для мышей обоняние восстановилось.

«Одни из самых удивительных изменений произошли в яичках животных, которые по существу были бесплодны, так как старение привело к гибели или отсутствию у них сперматозоидов», - рассказывает профессор де Пиньо. «Когда мы восстановили теломеразу, яички начали производить новые сперматозоиды, и плодовитость мышей повысилась – они дали большее количество пометов».

Повышение уровня теломеразы увеличило и продолжительность жизни животных, но только по сравнению с контрольной группой - они не жили дольше, чем обычные мыши, признают ученые.

«Беспрецедентное обращение вспять возрастного снижения функций центральной нервной системы и других жизненно важных для здоровья взрослых млекопитающих органов оправдывает изучение стратегий омоложения теломер для лечения ассоциированных с возрастом заболеваний» - делают вывод авторы.

 

 

По материалам

Partial reversal of aging achieved in mice

 

7

 

Оригинальная статья:

Mariela Jaskelioff, Florian L. Muller, Ji-Hye Paik, Emily Thomas, Shan Jiang, Andrew C. Adams, Ergun Sahin, Maria Kost-Alimova, Alexei Protopopov, Juan Cadiñanos, James W. Horner, Eleftheria Maratos-Flier & Ronald A. DePinho. Telomerase reactivation reverses tissue degeneration in aged telomerase-deficient mice

 

 

© «Теломераза поворачивает вспять процесс старения?». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Старение. Письменное разрешение обязательно.

 

 

 

 

Еще о старении


Новая группа белков увеличивает продолжительность жизни лабораторных червей на 30 процентов

Биологи нашли еще один ключ к клеточному старению

Секреты долголетия

Почему так долго живет саламандра?

Установлена связь между белками множественной лекарственной резистентности и продолжительностью жизни клеток

Ученые подтвердили тесную связь белка SIRT1 и гипоталамуса в реакции организма на низкокалорийную диету

Белки, связанные с нейродегенеративными заболеваниями, образуют бляшки в процессе нормального старения

Очередной шаг на пути к созданию антивозрастных препаратов

Биологические часы: ученые изучают вклад эпигенетики в старение клеток

Ученые выведали у природы ключевой путь к старению

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday6
mod_vvisit_counterYesterday511
mod_vvisit_counterThis week3740
mod_vvisit_counterLast week4698
mod_vvisit_counterThis month16230
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days3999612

We have: 19 guests, 2 bots online
Your IP: 54.224.91.58
 , 
Today: Май 26, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.