«Зомби-клетки» выявляют неожиданный фактор, вызывающий хроническое воспаление

Фото из открытых источников

Дисфункциональные митохондрии могут способствовать возрастному воспалению, активируя воспалительные гены, а блокирование SLC25A1 снижает эту активность.

С возрастом в организме накапливаются стареющие клетки. Эти так называемые «зомби-клетки» перестали делиться, но остаются метаболически активными, выделяя воспалительные молекулы, которые могут способствовать стойкому воспалению, связанному с немощностью, сердечно-сосудистыми заболеваниями, раком, нейродегенеративными заболеваниями и другими нарушениями, возникающими в процессе старения.

Исследователи выявили ранее неизвестный механизм, объясняющий, как стареющие клетки переключают воспалительные гены в высокоактивное состояние. Полученные данные связывают дисфункциональные митохондрии — структуры, вырабатывающие клеточную энергию, — с эпигенетическим механизмом, контролирующим активность генов, что открывает потенциально новый способ уменьшения вредного воспаления без уничтожения самих стареющих клеток.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, основано на многолетних исследованиях ассоциированного со старением секреторного фенотипа (SASP), представляющего собой смесь воспалительных молекул, выделяемых стареющими клетками. Работа была проведена исследователями клиники Майо в сотрудничестве с Медицинским исследовательским институтом Сэнфорда Бернхэма Пребиса.

«В течение многих лет в этой области основное внимание уделялось уничтожению стареющих клеток», — говорит соавтор исследования Жоао Пассос из клиники Майо. «Наша стратегия была иной. Вместо того чтобы убивать клетки, мы задались вопросом, можем ли мы отключить воспаление, которое делает их вредными».

Более ранние исследования лаборатории Пассоса показали, что поврежденные митохондрии пропускают митохондриальную ДНК и РНК в клетку. Эти смещенные генетические молекулы активируют иммунные пути, способствующие воспалению. Новое исследование показывает, что эта воспалительная реакция — лишь часть процесса.

«Мы обнаружили, что одной лишь воспалительной сигнализации недостаточно», — говорит соавтор исследования Хелен Мартини. «Клеткам также необходим метаболический сигнал от митохондрий, который изменяет способ активации воспалительных генов».

Второй сигнал связан с ацетил-КоА, молекулой, образующейся в результате митохондриального метаболизма. Исследователи обнаружили, что стареющие клетки производят больше ацетил-КоА, что способствует эпигенетическим модификациям — химическим изменениям, влияющим на активность генов без изменения основной последовательности ДНК.

Эти модификации делают гены воспаления более доступными для клеточного механизма, который их считывает, что позволяет генам экспрессироваться сильнее. В этом двухэтапном процессе вытекающая из митохондрий ДНК и РНК запускает воспалительный сигнал, в то время как митохондриальный метаболизм обеспечивает молекулярное «разрешение», необходимое для полной активации генов воспаления.

«Это совершенно новый механизм», — говорит Мартини. «Мы обнаружили, что дисфункциональные митохондрии могут способствовать воспалению, контролируя эпигенетические переключатели, которые включают воспалительные гены».

Исследователи также выявили возможную точку для терапевтического вмешательства. Они сосредоточились на SLC25A1, митохондриальном транспортере цитрата, участвующем в обеспечении ацетил-КоА, необходимого для этих эпигенетических изменений.

Блокирование SLC25A1 снизило доступный ацетил-КоА и ограничило активацию воспалительных генов, даже несмотря на то, что исходные иммунные сигналы все еще присутствовали. Это открытие выявляет ранее неизвестную контрольную точку в воспалительном процессе и предполагает, что воздействие на этот путь потенциально может способствовать более здоровому старению без необходимости уничтожения стареющих клеток.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний