Учёные из Icahn School of Medicine at Mount Sinai сообщили о важном результате в исследованиях старения. Им удалось обратить признаки старения у кроветворных стволовых клеток мышей, исправив нарушения в работе лизосом — внутренних “центров переработки” клетки.
Результаты опубликованы в журнале Cell Stem Cell. Исследование показывает, что сбои и чрезмерная активность лизосом могут быть одной из главных причин старения стволовых клеток. А если вернуть лизосомы к более нормальной работе, старые клетки снова начинают вести себя ближе к молодым.
Лизосомы нужны клетке для уборки и переработки. Они расщепляют белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и жиры, помогают избавляться от отходов и заново использовать нужные вещества. Также они хранят питательные элементы, которые клетка может использовать при необходимости.
Команда сосредоточилась на кроветворных стволовых клетках. Это редкие долгоживущие клетки в костном мозге, из которых образуются все клетки крови и иммунной системы.
С возрастом такие клетки постепенно хуже восстанавливают и обновляют кроветворную систему. Из-за этого иммунная защита ослабевает, а пожилые люди становятся более уязвимыми к инфекциям. Старение этих клеток также связано с клональным гемопоэзом — бессимптомным состоянием, которое считают предраковым и которое повышает риск рака крови и воспалительных заболеваний.
Исследователи обнаружили, что у старых кроветворных стволовых клеток лизосомы становятся слишком кислыми, повреждёнными, истощёнными и чрезмерно активными. Эти изменения нарушают обмен веществ в клетках и их эпигенетическую стабильность.
Затем учёные попробовали заблокировать избыточную активность лизосом с помощью ингибитора вакуолярной АТФазы. После этого состояние лизосом улучшилось, а старые стволовые клетки начали работать заметно лучше.
После обработки клетки стали больше похожи на молодые и здоровые. Они лучше восстанавливали кроветворение, производили более сбалансированные клетки крови и иммунной системы, а также создавали новые здоровые стволовые клетки.
У обработанных клеток также улучшились обмен веществ и работа митохондрий, стали здоровее эпигенетические паттерны, снизилось воспаление и уменьшилось количество вредных воспалительных сигналов, которые могут повреждать ткани.
Руководитель исследования доктор Saghi Ghaffari объяснила, что старение кроветворных стволовых клеток не обязательно является необратимым процессом. По её словам, старые клетки способны возвращаться к более молодому состоянию.
Учёные также проверили подход ex vivo: когда клетки сначала извлекают из организма, обрабатывают в лаборатории, а затем возвращают обратно. Такая обработка старых стволовых клеток лизосомным ингибитором увеличила их способность формировать кровь в живых животных более чем в восемь раз.
Исследователи считают, что улучшение связано в том числе с уменьшением повреждающих воспалительных и интерферон-связанных процессов. Более здоровые лизосомы лучше обрабатывали митохондриальную ДНК и снижали активацию иммунного сигнального пути cGAS-STING, который, по данным работы, играет важную роль в воспалении и старении стволовых клеток.
Авторы считают, что это открытие может помочь в разработке новых подходов против возрастных заболеваний крови. В будущем такие методы могут улучшить результаты трансплантации стволовых клеток у пожилых пациентов и усилить подготовительные методы, которые применяются в генной терапии.
Сейчас команда изучает, может ли нарушение работы лизосом в стареющих стволовых клетках способствовать появлению лейкемических стволовых клеток. Это может связать обычное старение стволовых клеток с формированием рака.
