С возрастом организм постепенно накапливает повреждения. Но новое исследование на мышах показало, что проблема может заключаться не только в том, что клетки изнашиваются, — важную роль играет и то, насколько хорошо организм успевает избавляться от некоторых стареющих клеток.
В центре внимания ученых оказались нейтрофилы — короткоживущие клетки иммунной системы, которые одними из первых атакуют возбудителей инфекций.
Обычно после выполнения своей задачи они должны быть удалены. Но с возрастом этот процесс начинает работать хуже. Стареющие нейтрофилы задерживаются в тканях и могут способствовать хроническому воспалению и повреждению органов.
Исследователи из Стэнфордского университета выяснили, что одна из причин связана с макрофагами — иммунными клетками, которые очищают ткани от клеточного «мусора», в том числе от старых нейтрофилов.
У молодых животных макрофаги справляются с этой работой эффективнее. С возрастом их способность к очистке снижается, а сами они начинают сильнее поддерживать воспаление.
Исследователи сосредоточились на рецепторе под названием ЕП2, который находится на поверхности макрофагов. Ранее ученые обнаружили, что с возрастом активность связанного с ним воспалительного сигнала увеличивается и работа макрофагов ухудшается.
Теперь этот рецептор решили заблокировать.
В экспериментах на молодых и старых мышах ученые снижали активность ЕП2 двумя способами — с помощью лекарственных веществ и генетического редактирования.
Изменения у старых животных оказались заметными сразу по нескольким направлениям.
Их показатели воспаления стали больше напоминать показатели молодых мышей. Одновременно улучшились память, физическая хрупкость, состояние мышц и работа сердца.
Исследователи считают, что блокировка сигнала ЕП2 предотвращает постепенное ухудшение энергетического обмена внутри макрофагов. Благодаря этому клетки продолжают нормально выполнять свою работу и удалять стареющие нейтрофилы.
Когда рецептор ЕП2 исчезал с поверхности макрофагов или его работа подавлялась препаратом, возрастное снижение эффективности этих клеток не происходило.
В результате старые нейтрофилы снова начинали своевременно удаляться из тканей, а потенциальный ущерб от их накопления уменьшался.
Ученые обнаружили и еще один эффект. Они выделили 71 белок, уровень которого менялся у старых мышей. После удаления ЕП2 из тканевых макрофагов показатели 59 из них смещались в сторону значений, характерных для молодых животных.
Анализ показал, что особенно важную роль здесь может играть печень. Этот орган содержит большое количество макрофагов и заметно влияет на возрастные изменения состава крови и обмена веществ.
Однако пока речь в основном идет об экспериментах на мышах.
Исследователи дополнительно проанализировали уже опубликованные данные о тканях печени и сердца человека и обнаружили некоторые похожие возрастные изменения.
В печени пожилых людей было меньше тканевых макрофагов, больше нейтрофилов, выше активность гена ЕП2 и ниже функциональность макрофагов. В сердце также наблюдалось уменьшение количества макрофагов и повышение активности ЕП2, хотя увеличения числа нейтрофилов там не обнаружили.
Масштаб работы иммунной системы здесь огромен: человеческий организм ежедневно производит около 100 миллиардов нейтрофилов, а значит, отработавшие клетки необходимо постоянно удалять.
Эксперименты на мышах показывают, что сохранение эффективности этой системы очистки может иметь большое значение для более здорового старения.
До применения такого подхода у людей, однако, еще далеко. Необходимо выяснить, действительно ли тот же механизм играет столь же важную роль в человеческом организме и можно ли безопасно вмешиваться в него.
Кроме того, сейчас нет одобренных препаратов, которые избирательно блокировали бы ЕП2. Потенциальное лекарство должно подавлять именно этот сигнал, не нарушая другие полезные процессы.
Тем не менее результаты указывают на возможный механизм, связывающий работу иммунной системы с возрастным ухудшением состояния сразу нескольких органов.
Исследование опубликовано в журнале Science.
