Клетки тоже стареют. Они перестают «размножаться» (делиться), пережив серьезный клеточный стресс, а их метаболиты могут влиять на жизнедеятельность здоровых соседних клеток, способствуя развитию «возрастных» заболеваний. Однако даже такие клетки при определенных условиях могут быть полезны организму
Стареющие клетки не делятся, но остаются жизнеспособными и метаболически активными, хотя спектр секретируемых ими молекул значительно меняется. По мере старения организма количество таких клеток закономерно увеличивается – считается, что это один из важных показателей, отражающих процессы старения в целом.
Известно, что клеточное старение «портит жизнь» соседним клеткам, способствуя росту опухолей или, к примеру, развитию сахарного диабета. Но это лишь одна сторона медали. Согласно исследованиям последних лет, стареющие клетки могут участвовать в физиологической регенерации, т. е. восстановлении структуры и функций тканей и органов. И все это благодаря их способности воздействовать на процессы, имеющие отношение к перепрограммированию клеток и приобретению ими свойств недифференцированных стволовых.
В лидерах регенерации среди позвоночных животных – тритоны и саламандры, способные за несколько недель восстановить утерянный хвост или конечность. После утраты конечности на культе у этих хвостатых земноводных образуется так называемая бластема – совокупность клеток, из которой в дальнейшем формируются все ткани новой конечности. При этом эти клетки сначала подвергаются дедифференцировке – делают шаг назад в своем развитии, возвращаясь в менее дифференцированное («более стволовое») состояние.
Несколько лет назад немецкие ученые обнаружили, что на ключевых стадиях регенерации конечностей саламандры в ткани культи и в бластеме увеличивается численность стареющих клеток. А сейчас они детально исследовали роль таких клеток в регенерации конечностей у зеленоватого тритона (Notophthalmus viridescens).
Ученые искусственно повреждали ДНК в культуре клеток тритона, вызывая их старение, а затем имплантировали стареющие клетки в ткани конечности тритона, которую затем ампутировали в месте имплантации. Контролем служила имплантация обычных делящихся клеток. Через три недели выяснилось, что конечности, в которые были введены стареющие клетки, регенерировали значительно быстрее: на месте травмы развивалась более крупная бластема, которая раньше становилась зрелой.
Исследователи предположили, а затем и доказали, что стареющие клетки стимулируют дедифференцировку клеток ткани культи, секретируя сигнальные молекулы, которые заставляют клетки зрелых мышечных волокон превращаться в клетки-предшественники. Как выяснилось, эти молекулы стимулируют работу сигнальных путей WNT и FGF, участвующих во многих важных клеточных процессах, включая процессы развития.
После завершения регенерации иммунные клетки макрофаги удаляют «лишние» стареющие клетки, поэтому индукция старения не имеет вредных последствий, ограничиваясь коротким посттравматическим периодом.
Так что в случае хвостатых земноводных стареющие клетки помогают регенерации. У млекопитающих же все наоборот: старение сдерживает регенерацию тканей. Но поскольку ключевые особенности старения клеток у разных видов животных во многом схожи, полученные данные могут оказаться полезными и для исследований, посвященных регенеративной медицине и разработке методов борьбы со старением человека.