Ученые нашли ключ к борьбе со стареющими клетками
Ученые Института Солка обнаружили у сенесцентных, или стареющих, клеток уязвимость, которая в будущем может помочь разработать способы их удаления из тканей. В лабораторных опытах на клетках легкого человека они оказались особенно чувствительны к ферроптозу — форме клеточной гибели, вызванной накоплением окисленных липидов. Ключевую роль в этом сыграл фермент кислая церамидаза. Результаты опубликованы в журнале Cell Death & Disease.
С возрастом в тканях накапливаются сенесцентные клетки, утратившие способность делиться. При этом они остаются метаболически активными и выделяют сигнальные молекулы, которые поддерживают воспалительные процессы и могут влиять на соседние клетки. За это в научно-популярной литературе их называют «клетками-зомби». Накопление таких клеток связывают с артритом, плохим заживлением ран и нейродегенеративными заболеваниями, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона.
В экспериментах на фибробластах легкого человека уровень кислой церамидазы в сенесцентных клетках оказался в 5–20 раз выше, чем в делящихся. Этот фермент изменял липидный состав клеточных мембран и увеличивал количество полиненасыщенных жирных кислот, подверженных окислению. После обработки веществом RSL3, запускающим ферроптоз, сенесцентные клетки погибали заметно чаще. Так ученые связали их повышенную уязвимость с особенностями липидного обмена.
Когда исследователи подавили выработку кислой церамидазы, более устойчивыми к RSL3 стали и сенесцентные, и делящиеся клетки. Аналогичный результат дал экспериментальный ингибитор фермента. Анализы показали, что защитный эффект объяснялся изменением липидного состава клеточных мембран, а не привычными механизмами, связанными с уровнем железа или антиоксидантной системой глутатиона. Таким образом, простое подавление фермента не уничтожало «клетки-зомби», а, напротив, защищало их от ферроптоза.
Ученые также выяснили, что сенесцентные клетки способны повышать уязвимость соседних делящихся клеток. В опыте культуры обменивались средой, но не соприкасались. После соседства с «клетками-зомби» в делящихся клетках выросли уровень кислой церамидазы, окисление липидов и чувствительность к RSL3. Похожий эффект дали цитокины IL-6 и IL-8, входящие в набор сигнальных молекул, выделяемых сенесцентными клетками. Такой механизм может быть одним из способов, с помощью которых небольшое число «клеток-зомби» влияет на окружающую ткань.
У открытия есть практический потенциал, но работа остается на ранней стадии. Все опыты провели in vitro на одной клеточной модели — фибробластах эмбрионального легкого человека линии WI-38. Экспериментальные препараты, воздействующие на кислую церамидазу, уже созданы для лечения других заболеваний, поэтому ученым известно, что на фермент можно влиять фармакологически. Однако это еще не означает, что такие разработки удастся просто адаптировать для борьбы с возрастными изменениями.
Авторы называют работу только началом. Теперь им предстоит подробнее описать всю цепочку процессов, проверить результаты на других клеточных моделях, тканях и животных и лишь при положительном результате рассматривать клинические испытания. Пока главная ценность исследования носит фундаментальный характер. Оно показало ранее неизвестную связь между клеточным старением, липидным обменом и ферроптозом. В будущем эти знания могут помочь разработать подходы для удаления сенесцентных клеток или защиты окружающих тканей от их влияния.
Подпишитесь на «Инк» в Telegram. Там мы пишем нескучным языком о самом важном для предпринимателей. Подписаться.
