Прорыв в борьбе с возрастными изменениями: открытие Гарварда и Массачусетского технологического института может обеспечить омоложение всего организма

Ученые из Гарвардской медицинской школы, Университета штата Мэн и Массачусетского технологического института опубликовали новаторское исследование, в котором раскрыт химический метод перепрограммирования клеток на более молодое состояние. Эта методика является потенциальной альтернативой генной терапии в борьбе со старением. Последствия этого исследования весьма обширны и могут найти применение в регенеративной медицине, лечении возрастных заболеваний и омоложении всего организма.

В своем новаторском исследовании ученые из Гарвардской медицинской школы, Университета штата Мэн и Массачусетского технологического института представили химический метод, позволяющий обратить вспять клеточное старение. Этот революционный подход является потенциальной альтернативой генной терапии в борьбе с возрастными изменениями. Полученные результаты могут изменить методы лечения возрастных заболеваний, усовершенствовать регенеративную медицину и в перспективе привести к омоложению всего организма.

Новаторское открытие в области обращения старения

Группа исследователей в своем грандиозном исследовании раскрыла новый подход к борьбе со старением и возрастными заболеваниями. Работа, выполненная учеными Гарвардской медицинской школы, представляет первый химический метод омоложения клеток, позволяющий вернуть им молодость. До этого подобная задача решалась только с помощью мощной генной терапии.

Мыши в лаборатории Синклера были сконструированы таким образом, чтобы быстро стареть для проверки эффективности терапии, направленной на обращение процесса старения вспять. Возраст мыши (справа) был увеличен на 150% по сравнению с ее братом (слева) путем нарушения эпигенома. Фото: Д. Синклер, Гарвардская медицинская школа. Кредит: 2023 Yang et al.

12 июля 2023 г. исследователи из Гарвардской медицинской школы, Университета штата Мэн и Массачусетского технологического института (MIT) опубликовали новую научную работу в журнале Aging . Статья, озаглавленная "Химически индуцированное перепрограммирование для обращения клеточного старения", развивает ранее сделанное революционное открытие. Исследователи: Дже-Хьюн Ян, Кристофер А. Петти, Томас Диксон-Макдугалл, Мария Вина Лопес, Александр Тышковский, Сун Мэйбери-Льюис, Сяо Тянь, Набила Ибрагим, Чжили Чен, Патрик Т. Гриффин, Мэтью Арнольд, Джиен Ли, Освальдо А. Мартинес, Александр Бэн, Райан Роджерс-Хэммонд, Сюзанна Анжели, Вадим Н. Гладышев и Дэвид А. Синклер.

Исследование методологии

Это открытие основывается на том, что экспрессия определенных генов, известных как факторы Яманаки, позволяет превращать взрослые клетки в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC). Это открытие, за которое была присуждена Нобелевская премия, заставило ученых задаться вопросом, можно ли обратить вспять клеточное старение, не подталкивая клетки к слишком молодому и потенциально раковому состоянию.

Омоложение и обращение вспять возрастного процесса стареющих клеток кожи человека с помощью химических средств. В клетках на двух правых панелях восстановлена компартментализация красного флуоресцентного белка в ядре – маркера молодости, который использовался для обнаружения коктейлей, прежде чем ученые подтвердили, что они стали моложе, на основании того, как экспрессируются гены. Image credit: J. -H. Янг, Гарвардская медицинская школа. Кредит: 2023 Yang et al.

В недавнем исследовании ученые искали молекулы, которые могли бы в комплексе обратить клеточное старение и обновить человеческие клетки. Они разработали современные клеточные тесты, позволяющие различать молодые и старые, а также стареющие клетки. Группа использовала транскрипционные часы старения и анализ компартментализации нуклеоцитоплазматических белков (NCC) в режиме реального времени. Важным событием стало определение шести комбинаций химических веществ, способных вернуть NCC и геномные профили транскриптов к молодому состоянию, что позволяет обратить вспять транскриптомный возраст менее чем за неделю.

Актуальность и потенциальное применение

Ранее сотрудники Гарвардского университета продемонстрировали возможность обратить вспять клеточное старение, не вызывая при этом нерегулируемого роста клеток. Это было сделано путем введения в клетки специфических генов Яманаки с помощью вирусного вектора. Исследования различных тканей и органов, таких как зрительный нерв, мозг, почки и мышцы, дали обнадеживающие результаты, включая улучшение зрения и увеличение продолжительности жизни у мышей. Кроме того, в недавних сообщениях было зафиксировано улучшение зрения у обезьян.

Эти результаты имеют глубокие последствия, открывая путь к регенеративной медицине и потенциальному омоложению всего организма. Создавая химическую альтернативу генной терапии для изменения возраста, данное исследование может потенциально изменить лечение старения, травм и возрастных заболеваний. Кроме того, такой подход позволяет снизить стоимость разработки и сократить сроки ее проведения. После того как в апреле 2023 года были получены успешные результаты по восстановлению слепоты у обезьян, в настоящее время планируется проведение клинических испытаний на людях с использованием разработанной в лаборатории генной терапии, направленной на восстановление возрастных изменений.

Мнения научной группы

"До недавнего времени мы могли лишь замедлить старение. Новые открытия показывают, что теперь мы можем обратить этот процесс вспять", – говорит Дэвид А. Синклер, профессор кафедры генетики и содиректор Центра биологии старения имени Пола Ф. Гленна при Гарвардской медицинской школе, ведущий научный сотрудник проекта. "Ранее этот процесс требовал генной терапии, что ограничивало его широкое применение".

Команда исследователей из Гарварда представляет себе будущее, в котором можно будет эффективно лечить возрастные заболевания, более эффективно восстанавливать травмы, а мечта об омоложении всего организма станет реальностью. "Это новое открытие открывает возможность обратить вспять старение с помощью одной таблетки, что может найти широкое применение – от улучшения зрения до эффективного лечения многочисленных возрастных заболеваний", – сказал Синклер.

Ссылка: "Chemically induced reprogramming to reverse cellular aging" Jae-Hyun Yang, Christopher A. Petty, Thomas Dixon-McDougall, Maria Vina Lopez, Alexander Tyshkovskiy, Sun Maybury-Lewis, Xiao Tian, Nabilah Ibrahim, Zhili Chen, Patrick T. Griffin, Matthew Arnold, Jien Li, Oswaldo A. Martinez, Alexander Behn, Ryan Rogers-Hammond, Suzanne Angeli, Vadim N. Gladyshev and David A. Sinclair, 12 July 2023, Aging-US . DOI: 10.18632/aging.204896