Молекулярные биологи впервые избавили престарелых мышей от глаукомы, омолодив клетки их глаз при помощи генной терапии. Статью с результатами их исследования опубликовал научный журнал Nature.
За последние 20 лет молекулярные биологи открыли несколько механизмов, благодаря которым культуры стволовых клеток превращаются во «взрослые» ткани костей, мускулов, кожи и нервной системы. Теоретически их можно использовать как своеобразные «запчасти» при серьезных травмах или различных дегенеративных заболеваниях.
В 2016 году американские ученые выяснили, что аналогичные методы можно использовать для омоложения организма и отдельных органов, временно включая гены, которые отвечают за жизнедеятельность стволовых клеток. В частности, опыты на мышах показали, что после того, как ученые временно «включили» всего четыре подобных гена – Oct4, Sox2, Klf4 и cMyc, это омолодило грызунов и продлило им жизнь примерно на треть.
Аналогичный подход Дэвид Синклэр из Гарвардского университета (США) и его коллеги использовали для того, чтобы полноценно омолодить органы зрения мышей, не затрагивая при этом структуру их ДНК. Для этого ученые разработали специальный ретровирус, который может проникать внутрь клеток сетчатки глаза и других их тканей.
«Наше исследование показывает, что омолаживать и восстанавливать нормальную работу сложных тканей тела, таких как сетчатка глаза, можно и это безопасно. Если дальнейшие эксперименты подтвердят эти результаты, это радикально изменит способы лечения глаукомы и других возрастных болезней», – объяснил Синклэр.
Первый шаг к регенерации глаз
Разработанный учеными ретровирус может временно «включать» три из четырех этих генов – Oct4, Sox2 и Klf4. Благодаря этому клетки глаз можно защитить от потери их оригинальных функций. Но при этом глаза омолаживались и у них вновь появлялись свойства, которые «взрослые» ткани людей и животных теряют почти сразу после того, как заканчивается внутриутробное развитие.
В частности, после того, как исследователи ввели мышам ретровирус, нервные клетки их сетчатки начали формировать новые окончания и восстанавливать связи друг с другом, а также соединяться с центральным зрительным нервом. В результате мыши избавились от глаукомы – частичной потери зрения, которая связана с атрофией и другими повреждениями зрительного нерва.
Похожих результатов Синклэр и его коллеги добились и в опытах на молодых мышах, зрительный нерв и сетчатку которых повредили специально. Это говорит о том, что подобную генную терапию можно использовать для восстановления зрения и омоложения глаз, а также и других органов максимально широко.
Что интересно, изучение процесса омоложения на уровне отдельных клеток сетчатки мышей показало, что восстановление зрения в большей степени связано с тем, что эта процедура удаляет с поверхности ДНК «лишние» эпигенетические метки, повышая активность одних генов и подавляя другие. Это в очередной раз указывает на то, что процесс старения в целом связан с накоплением подобных изменений в «упаковке» генома, которые мешают нормальной работе многих ключевых участков ДНК.
Ученые надеются, что дальнейшие опыты на животных и культурах клеток помогут понять, можно ли применять результаты этого эксперимента для омоложения глаз людей, а также для восстановления спинного мозга после переломов позвоночника. Первые подтверждения этого Синклэр и его коллеги уже получили в опытах на человеческих нервных клеткахы. Это дает большие надежды на то, что подобная методика омоложения уже скоро начнет применяться на практике.
Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/10153585
