Определено, как предотвратить хроническое воспаление, вызванное «клетками-зомби»

У людей и других многоклеточных организмов клетки размножаются. Эта определяющая черта позволяет эмбрионам расти до взрослого состояния и способствует заживлению многочисленных шишек, синяков и царапин на этом пути.

Определенные факторы могут заставить клетки отказаться от этой характеристики и войти в состояние, подобное зомби, известное как старение, когда они сохраняются, но больше не делятся, чтобы создавать новые клетки. Наши тела могут удалять эти стареющие клетки, которые имеют тенденцию накапливаться по мере того, как мы стареем. Однако чем старше мы становимся, тем менее эффективно наша иммунная система справляется с этим.

«Помимо того, что они больше не растут и не пролиферируют, еще одной отличительной чертой стареющих клеток является то, что у них есть воспалительная программа, заставляющая их секретировать воспалительные молекулы», — сказал соавтор исследования Питер Адамс, директор и профессор Программы генома и эпигенетики рака в Sanford Burnham Prebys.

Клетки, «запускающие» эту воспалительную программу, считаются имеющими секреторный фенотип, ассоциированный со старением (SASP). Слишком большое количество клеток с SASP, секретирующих воспалительные молекулы, может способствовать хроническому воспалению в организме. Это всепроникающее воспаление, называемое «инфламмейджинг», связывают со многими возрастными заболеваниями.

Ученые из Sanford Burnham Prebys и их коллеги по всей стране опубликовали в журнале Nature Communications результаты исследований, показывающие, что митохондрии, питающие наши клетки, также контролируют способность белка репарации ДНК подавлять SASP, что может уменьшить или задержать воспалительные процессы.

Исследовательская группа заставила человеческие клетки стареть, подвергнув их воздействию радиации, а затем использовала эти клетки, чтобы продемонстрировать, что белок p53, фиксирующий ДНК в опухоли, подавляет SASP и одно из его пусковых событий — образование фрагментов цитоплазматического хроматина (CCF).

Эти фрагменты представляют собой части поврежденной ДНК, которые были выброшены из ядер клеток в гелеобразную цитоплазму, которая занимает пространство в клетке между внешней мембраной и центральным ядром. Присутствие ДНК там, где ей не место, может активировать иммунную систему и способствовать SASP.

Ученые подтвердили свои выводы на мышах, обработав их препаратом, разработанным исследователями рака для активации p53 как способа подавления опухолей. У старых мышей препарат не уменьшил количество стареющих клеток, но вместо этого обратил клеточную сигнатуру, которая отмечает ассоциированный с возрастом SASP, потенциально останавливая воспалительное загрязнение, которое может привести к инфламмингу.

Кроме того, исследователи обнаружили, что стареющие клетки страдают от дисфункции митохондрий, которые служат основным источником энергии для клеток. Напряженные митохондрии могут привести к тому, что стареющие клетки будут формировать CCF и ослаблять экспрессию гена, несущего схему для p53.

«В целом мы выявили клеточную цепь, способную способствовать восстановлению ДНК и целостности генома, одновременно подавляя опасные воспалительные свойства стареющих клеток, которые способствуют возникновению возрастных заболеваний», — сказал соавтор исследования Карл Миллер из лаборатории Адамса в Сэнфорд-Бернхэм-Пребис. «Мы также показали, что этот путь можно модифицировать с помощью существующих препаратов в культивируемых клетках и на мышах, поэтому однажды можно будет разработать лечение, нацеленное на p53, для содействия более здоровому старению».