Мышам с повреждением сетчатки глаза удалось восстановить зрение, повернув их биологические часы вспять с помощью технологии перепрограммирования клеток.
Научная работа, опубликованная в Nature, предложила новый подход к обращению биологических часов вспять, перепрограммируя клетки в «более молодое» состояние, в котором они способны регенерировать поврежденные ткани. Стерев несколько тысяч химических меток, которые накапливаются в ДНК с течением времени, учёным удалось вернуть мышам зрение, утраченное из-за возрастных изменений и органических повреждений сетчатки.
«Это важная веха. Эти результаты ясно показывают, что регенерация тканей у млекопитающих может быть усилена», – комментирует результаты биолог Хуан Карлос Исписуа Бельмонте из Института биологических исследований Солка (США), который не участвовал в исследовании.
Авторы говорят, что так как опыты проводились пока только на мышах, поэтому вопрос применимости технологии для людей ещё предстоит решить.
Старение влияет на организм множеством разных путей. Одно из них – появление, изменение и исчезновение химических групп, таких как метилы в ДНК. Эти «эпигенетические» изменения накапливаются по мере старения животных и человека, поэтому некоторые ученые предлагают отслеживать эти изменения, как способ измерения биологического возраста, который учитывает физический износ и может отличаться от хронологического возраста.
«Мы задались вопросом: если эпигенетические изменения являются движущей силой старения, можете ли мы перезагрузить эпигеном? Можем ли мы повернуть время вспять?» – говорит один из соавторов работы Дэвид Синклер, генетик из Гарвардской Медицинской школы в Бостоне.
В 2016 году другая группа исследователей, возглавляемая Бельмонте, сообщила, что искусственные экспрессии четырёх генов у мышей приводили к ускоренному старению. Однако в отличие от более ранних экспериментов, когда длительное включение этих генов приводило к полной потери идентичности клеток, например, кожи клетки вели себя как стволовые, Бельмонте включал их лишь на время. Так они добились того, что мыши старели медленнее. Но у метода были недостатки – у мышей могли развиваться опухоли.
Синклер и его коллега Юаньчэн Лу отбросили ген, связанный с опухолями, и поместили оставшиеся три в вирус, который переносил их в нужные клетки. Одновременно с приемом лекарства клетки молодели, прекращение его приёма возвращало их в прежнее состояние.
Способность к регенерации центральной нервной системы млекопитающие теряют на самой ранней стадии развития, поэтому Синклер и Лу решили провести эксперимент именно на ней – выбрали нервы сетчатки глаза.
«Это было похоже на медузу, растущую через участок травмы», – вспоминает Лу, как впервые увидел регенерирующий нерв глаза. «Это было захватывающе».
Затем команда подтвердила, что методика работает с ослабевшим зрением возрастной группы и мышами с высоким глазным давлением (отличительный признак глаукомы). У мышей зрение восстановилось.
Синклер говорит, что до сих пор неясно, как клетки помнят о своем молодом состоянии, но его команда пытается это выяснить.
Тем временем Гарвард уже выдал лицензию на технологию бостонской компании Life Biosciences, которая, по словам Синклера, проводит доклинические оценки безопасности с целью адаптации ее применимости на людях.
Ожидается, что потребуется ещё много усилий, чтобы эту технологию довели до ума. Тем не менее, ученые надеются, что вскоре их результаты и выводы подтвердят другие команды, протестировав её на других органах. Тем более, что по словам Джудит Кампизи, клеточного биолога из Института исследований старения Бака в Новато (США), «сейчас есть много лабораторий, которые работают над этой концепцией перепрограммирования». Поэтому, говорит она, результатов ждать придется недолго.
