Пятница, 11 Май 2018 20:08

Неожиданный способ омоложения стволовых клеток

Автор  Мельникова Елена
Оцените материал
(2 голосов)

Учёные из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT), США, обнаружили, что голодание значительно улучшает регенеративные функции стволовых клеток как у пожилых, так и у молодых мышей. Полученные результаты, опубликованные 3 мая в Cell Stem Cell, помогут восстановить клетки кишечника у онкобольных, получающих химиотерапию, а также у пожилых людей, страдающих от возрастных болезней.

В процессе старения стволовые клетки (СК) кишечника постепенно теряют свои регенеративные способности. Поскольку данные СК – источник всех новых клеток кишечника, такое снижение активности может затруднять восстановление после желудочно-кишечных инфекций и различных подобных заболеваний.

У голодающих мышей клетки начинают сжигать жирные кислоты вместо глюкозы, что приводит к повышению регенеративных функций стволовых клеток. Учёные обнаружили, что также возможно стимулировать регенерацию с помощью молекулы, которая активирует метаболический переключатель, отвечающий за этот механизм. Исследователи утверждают, что данное открытие может потенциально помочь пожилым людям восстановиться после ЖК-инфекций и больным раком, получающим химиотерапию, которая разрушает клетки кишечника.

«Голодание оказывает множество эффектов на кишечник, включая повышение регенеративных свойств – потенциал, который можно использовать в лечении различных типов заболеваний кишечника, таких как инфекции или онкологические заболевания», - говорит Омер Йилмаз (Omer Yilmaz), доцент-биолог MIT, один из ведущих авторов исследования.

«Понимание того, как голодание улучшает общее состояние здоровья, а также роль взрослых стволовых клеток в регенерации кишечника, в восстановлении и в процессе старения является фундаментальным интересом моей лаборатории».

«Данное исследование показало, что голодание переключает метаболизм в клетках кишечника с расщепления углеводов на сжигание жира», - говорит Дэвид Сабатини (David Sabatini), профессор биологии MIT и старший автор статьи.

«Интересно, что переключение этих клеток на окисление жирных кислот значительно повысило их функциональность. Фармакологическое нацеливание на данный путь может обеспечить терапевтическую возможность улучшить тканевый гомеостаз при возрастных патологиях».

На протяжении многих десятилетий учёные знали, что долголетие связано с низкокалорийным питанием у людей и других организмов. Йилмаз и его коллеги решили изучить, какое воздействие на молекулярном уровне оказывает голодание, особенно в кишечнике.

Стволовые клетки кишечника отвечают за восстановление эпителиальной выстилки кишечных стенок, которая обновляется каждые пять дней. Данные СК являются ключевым фактором восстановления при получении травмы или инфекционных заболеваниях.

По мере старения регенеративные способности этих стволовых клеток снижаются, поэтому на восстановление кишечника требуется больше времени.

«Стволовые клетки – «рабочие лошадки» кишечника, которые дают начало ещё большему количеству стволовых клеток и всем типам дифференцированных клеток кишечника. Примечательно, что при старении функциональность СК кишечника снижается, ухудшая способность кишечника восстанавливаться после повреждения», - говорит Йилмаз.

«В данном направлении исследования мы сосредоточились на понимании того, как голодание в течение 24 часов улучшает функции молодых и старых стволовых клеток кишечника».

У мышей, голодавших 24 часа, были отобраны стволовые клетки кишечника, которые выращивались в культуральной среде, стимулирующей формирование органоида – мини-кишечника. Исследователи обнаружили, что СК голодных мышей удвоили регенеративные свойства.

«Было очевидно, что голодание оказало огромное влияние на способность кишечных (либеркюновых) крипт формировать большее количество органоидов из стволовых клеток», - говорит постдок Мария Михайлова, одна из ведущих авторов статьи. «Мы наблюдали это как у молодых, так и у старых мышей, и мы хотели понять молекулярные механизмы, управляющие этим».

Дальнейшие исследования, в том числе секвенирование мессенджерной РНК стволовых клеток голодающих мышей, показали, что голод меняет клеточный метаболизм, при котором обычно расщепляются углеводы, такие как сахара, и заставляет клетки активно сжигать жирные кислоты. Такое переключение происходит посредством активации транскрипционных факторов PPAR, которые включают многие гены, участвующие в метаболизме жирных кислот.

Исследователи обнаружили, что при отключении данного механизма голодание больше не влияло на ускорение регенерации. Теперь им предстоит выяснить, как данный метаболический переключатель стимулирует регенеративные способности стволовых клеток. Учёные также обнаружили, что могут воспроизвести полезные эффекты голодания, воздействуя на мышей молекулой, имитирующей эффекты PPAR.

«Это также очень удивительно – достаточно просто активировать один метаболический путь, чтобы обратить вспять определённые возрастные фенотипы», - говорит постдок и соавтор статьи Чиа-Вей Ченг (Chia-Wei Cheng).

Полученные данные свидетельствуют о том, что терапия с применением определённых препаратов может стимулировать регенерацию, не требуя от пациента голодания, которое трудно даётся большинству людей.

Одна из целевых групп такого лечения – онкобольные, получающие химиотерапию, зачастую пагубно влияющую на клетки кишечника. Также данный метод может помочь пожилым людям, страдающим от кишечных инфекций и других ЖК-расстройств, которые могут разрушать эпителиальную выстилку кишечных стенок.

Учёные планируют исследовать потенциальную эффективность таких методов лечения, а также надеются изучить, влияет ли голодание на регенеративные способности стволовых клеток в других типах тканей.

Прочитано 1078 раз
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии