Генная терапия: первый успех в увеличении продолжительности жизни

(Фото: e-news.com.ua)

Воздействуя на определенные гены, можно увеличить среднюю продолжительность жизни животных многих видов, включая млекопитающих, что уже доказано многими исследованиями. Однако до сегодняшнего дня это означало необратимое изменение генов животных на эмбриональной стадии развития, – подход, неосуществимый применительно к организму человека. Ученые из испанского Национального онкологического научного центра (Centro Nacional de Investigaciones Oncologicas, CNIO) под руководством его директора Марии Бласко (María Blasco) доказали, что продолжительность жизни мышей можно увеличить однократным введением препарата, непосредственно воздействующего на гены животного во взрослом состоянии. Они сделали это с помощью генной терапии – стратегии еще ни разу не использовавшейся для борьбы со старением. Применение этого метода на мышах признано безопасным и эффективным.

Результаты исследования опубликованы в журнале EMBO Molecular Medicine. Используя генную терапию, ученые из CNIO в сотрудничестве с Эдвардом Айюсо (Eduard Ayuso) и Фатимой Бош (Fátima Bosch) из Центра биотехнологии животных и генной терапии (Centre of Animal Biotechnology and Gene Therapy) Автономного университета Барселоны (Universitat Autònoma de Barcelona) добились «омолаживающего» эффекта в экспериментах на взрослых (годовалых) и старых (двухгодовалых) мышах.

Мыши, получавшие терапию в возрасте одного года, жили дольше в среднем на 24%, а в возрасте двух лет – на 13%. Кроме того, лечение привело к значительному улучшению состояния здоровья животных, задержав развитие возрастных заболеваний – таких как остеопороз и резистентность к инсулину – и улучшив такие показатели старения, как нервно-мышечная координация.

Примененная генная терапия состояла во введении животным вируса с модифицированной ДНК, в которой вирусные гены были заменены генами фермента теломеразы, играющего ключевую роль в старении. Теломераза восстанавливает конечные участки хромосом, известные как теломеры, и таким образом замедляет ход биологических часов клетки и, следовательно, всего организма. Вирус выступает в качестве транспортного средства, доставляющего в клетки ген теломеразы.

Это исследование «показывает, что можно разработать антивозрастную генную терапию на основе теломеразы без увеличения заболеваемости раком», утверждают его авторы. «Стареющие организмы накапливают повреждения ДНК из-за укорачивания теломер, [это исследование] показывает, что генная терапия на основе синтеза теломеразы может восстановить или отсрочить возникновение таких повреждений».

Теломеры защищают концы хромосом, но они не могут делать это бесконечно: с каждым делением клетки теломеры становятся короче, пока не укорачиваются настолько, что полностью теряют свою функциональность. В результате клетка прекращает делиться и стареет или умирает. Теломераза предотвращает это, предупреждая укорачивание теломер или даже восстанавливая их длину. По существу, то, что она делает – это остановка или сброс биологических часов клетки.

Но в большинстве клеток ген теломеразы активен только до рождения; в клетках взрослого организма, за немногими исключениями, теломераза не экспрессируется. Эти исключения представлены тканевыми стволовыми клетками и неограниченно делящимися раковыми клетками, которые потому и бессмертны: то, что ключом к бессмертию опухолевых клеток является именно экспрессия теломеразы, показано в целом ряде исследований.

Мария Бласко (Maria Blasco) и Бруно Бернардес де Хесус (соавтор исследования) в здании CNIO в Мадриде. (Фото: CNIO)

Именно этот риск – повышение вероятности развития раковых опухолей – задерживает исследования в области разработки антивозрастных препаратов на основе теломеразы.

В 2007 году группа Бласко доказала, что можно продлить жизнь трансгенных мышей, чей геном был необратимо изменен на эмбриональной стадии: ученые заставили их клетки экспрессировать теломеразу и, кроме того, встроили в них дополнительные копии генов устойчивости к раку. Такие животные живут на 40% дольше, чем обычно, не болея раком.

Мыши, получавшие генную терапию в настоящих экспериментах, также свободны от рака. По мнению испанских ученых, это объясняется тем, что лечение начинается тогда, когда животные уже взрослые и поэтому не имеют времени, чтобы накопить достаточное количество аберрантных делений для появления опухолей.

Кроме того, большое значение имеет вид вируса, используемого для доставки гена теломеразы в клетки. Авторы выбрали очевидно безопасные вирусы, которые были успешно использованы в генной терапии гемофилии и болезней глаз. В частности, это не реплицирующиеся вирусы, полученные от других, не являющихся патогенными для человека.

Это исследование рассматривается, прежде всего, как доказательство правильности концепции, что основанная на гене теломеразы терапия является возможным и в целом безопасным подходом к увеличению продолжительности жизни без болезней и к лечению заболеваний, связанных с короткими теломерами.

Хотя этот метод может не найти применения в качестве антивозрастного средства применительно к организму человека, по крайней мере, в краткосрочной перспективе, он может открыть новые возможности в лечении заболеваний, связанных с наличием в тканях аномально коротких теломер, например, в некоторых случаях человеческого легочного фиброза.

По словам Бласко, «старение в настоящее время не рассматривается как болезнь, но ученые все более склонны считать его общим источником таких состояний, как резистентность к инсулину, или сердечно-сосудистых заболеваний, частота которых увеличивается с возрастом. Лечением старения клеток мы могли бы предотвратить эти заболевания».

«Поскольку используемый нами вектор экспрессирует ген-мишень (теломеразы) в течение длительного периода, мы смогли ограничиться его однократным введением», - объясняет Бош. «Это может быть единственным практическим решением для антивозрастной терапии, так как другие стратегии требовали бы введения препарата в течение всей жизни пациента, умножая риск развития побочных эффектов».

По материалам

First Gene Therapy Successful Against Aging-Associated Decline: Mouse Lifespan Extended Up to 24% With a Single Treatment

Оригинальная статья:

Bruno Bernardes de Jesus, Elsa Vera, Kerstin Schneeberger, Agueda M Tejera, Eduard Ayuso, Fatima Bosch, Maria A. Blasco. Telomerase gene therapy in adult and old mice delays ageing and increases longevity without increasing cancer

© «Генная терапия: первый успех в увеличении продолжительности жизни». 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

Почему одни животные живут дольше, чем другие? Найдены белки, эволюция которых коррелирует с продолжительностью жизни

Ученым удалось обратить вспять старение стволовых клеток

Как протеинкиназа TOR и рапамицин влияют на процесс старения

Как работает антивозрастная косметика на альфа-гидроксильных кислотах

Низкокалорийная диета не увеличивает продолжительность жизни макак резусов

Установлен белок, способствующий репарации ДНК в стареющих клетках

Немецкие ученые: старение непосредственно связано с активностью гена FoxO

Определены ключевые события начала клеточного старения

Сенсационные выводы немецких ученых: роль окислительного стресса в развитии болезней должна быть пересмотрена

Гиперэкспрессия SIRT3 омолаживает стволовые клетки крови