Переключатель старения: зачем ученые морили червей голодом
В рамках своего нового эксперимента ученые из Института биологии старения Общества Макса Планка сосредоточили свое внимание на факторе транскрипции TFEB, задачей которого является регуляция реакции клеток на изменение уровня питательных веществ. В нормальных условиях черви, которые долгое время голодали, после возобновления полноценного питания демонстрировали признаки омоложения: их стволовые клетки восстанавливались, и организм в целом приобретает черты, характерные для молодых особей. Но когда ученые намерено выключили TFEB, процесс восстановления нарушился, и вместо регенерации клетки начали переходить в состояние, напоминающее старение — с его характерными молекулярными и морфологическими признаками.
Это состояние ученые описывают как «псевдостарческое» или, говоря научным языком, сенесцентоподобное. К признаком этого состояния относятся повреждение ДНК, увеличение ядрышка, повышение уровня митохондриальных активных форм кислорода (ROS) и усиленная экспрессия воспалительных маркеров. Точно такие же изменения наблюдаются при старении клеток и у млекопитающих, в том числе, у человека. Благодаря этому сходству червь может быть удобной моделью для изучения процессов старения, причем глобальных, тех, которые происходят на уровне всего организма, а не в отдельных клетках или тканях. По словам руководителя работы Адама Антеби, такой подход позволяет понять, как запускается старение и какие механизмы могут его преодолеть.
TFEB оказался ключевым элементом в системе, которая регулирует равновесие между голоданием и возобновлением роста. При его отсутствии этого фактора черви активируют сигналы роста клеток даже если у них слишком мало питательных веществ, из-за чего клетки их недополучают, в процессе их роста возникают сбои, которые и приводят к старению. Проведенные учеными генетические скрининги позволили выделить мутации, которые позволяют избежать такого исхода. Оказалось, что нарушение восприимчивости клеток к сигналам инсулина и трансформирующего фактора роста бета (TGFβ) напрямую связано с потерей функции TFEB. Эти сигнальные молекулы играют важную роль не только в процессе старения, но и, как показали более ранние исследования, в так называемой «раковой диапаузе» — состоянии покоя опухолевых клеток, при котором они временно прекращают свое деление и за счет этого становятся устойчивыми к химиотерапии,.
По мнению ученых, ось TFEB-TGFβ может оказаться универсальным механизмом, управляющим как клеточным старением, так и выживанием опухолевых клеток. В дальнейшем команда планирует использовать созданную на червях модель для поиска новых подходов к лечению возрастных заболеваний и борьбе с устойчивыми формами рака.
Ранее ученые впервые обнаружили «суперорганизм», состоящий из круглых червей, в дикой природе.
