Исследователи установили связь между ресничками, которые были обнаружены на поверхности клеток, и процессами старения. Они надеются, что эти открытия помогут людям прожить более долгую и здоровую жизнь.
Почти каждая клетка нашего тела имеет на поверхности волосоподобные структуры, известные как реснички. Эти микроскопические нитевидные органеллы выполняют задачи, аналогичные задачам антенны: определяют поток и состав близлежащих жидкостей и передают эти данные в ядро клетки. Следовательно, они служат жизненно важной связью между клетками и окружающей средой.
Но помимо своих сенсорных функций, реснички также играют решающую роль в эмбриональном развитии и поддержании общего здоровья различных органов. Например, когда реснички потеряны или работают неправильно, они могут способствовать широкому спектру врожденных нарушений и синдромов, таких как синдром Жубера (редкое генетически гетерогенное наследственное заболевание), Ашера или Картагенера, но также связаны со многими состояниями, которые проявляются в более позднем возрасте, включая дегенеративные заболевания у детей, центральную нервную систему, например болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона.
«Если реснички не работают должным образом, могут быть затронуты многие системы органов, вызывая широкий спектр заболеваний, таких как кисты почек, бесплодие, ожирение, слепота и многие другие», — объяснила Мелани Филипп, заведующая кафедрой фармакогеномики Тюбингенского университета в Германии.
Однако, вопреки общепринятому пониманию, влияние ресничек не ограничивается болезнью. Недавние результаты исследования, опубликованного в журнале Advanced Biology под руководством Филипп, выявили удивительную связь между ресничками и старением.
Впервые команда описала изменения в морфологии ресничек поджелудочной железы и почек, которые естественным образом происходят с возрастом.
«Такие изменения могут серьезно повлиять на функцию ресничек», — сказала Филипп.
Это поднимает вопросы о роли ресничек в старении и открывает новые возможности для исследований в понимании сложностей старения и лежащих в его основе механизмов.
Удлиненные реснички преподносят сюрпризы
Филипп и ее команда сделали микроскопические фото ресничек поджелудочной железы и почек двухлетних и трехмесячных мышей.
«Мы проанализировали реснички в почках и поджелудочной железе, собранные у очень старых мышей», — сказала Филипп.
В обоих органах реснички оказались заметно удлиненными по сравнению с таковыми у их более молодых собратьев. Однако при изучении их биологических функций произошли сюрпризы: команда изучила сигнальные пути в старых ресничках и обнаружила, что в поджелудочной железе и почках модифицируются разные механизмы.
«Интересно, что, хотя длина ресничек увеличивается как в стареющих почках, так и в поджелудочной железе соответственно, влияние на передачу и обработку сигналов в этих двух органах различно», — отметил Мартин Буркхальтер, научный сотрудник кафедры фармакогеномики Тюбингенского университета.
«Это указывает на то, что почки и поджелудочная железа имеют внутренние различия, которые необходимо проанализировать».
В качестве иллюстрации, анализ, проведенный исследователями на p21, белке, связанном со старением клеток, выявил повышенные уровни в старых клетках почек, но не в поджелудочной железе. Это указывает на то, что удлинение ресничек в стареющей поджелудочной железе может не быть напрямую связано со старением клеток, в отличие от почек.
Кроме того, когда ученые измерили уровень белка Bcl2, связанного с предотвращением гибели клеток, они обнаружили, что он регулируется противоположным образом, что указывает на более высокий риск гибели клеток в стареющих клетках поджелудочной железы по сравнению со стареющими почками.
«Удлинение ресничек не предсказывает одинаковый результат для каждого органа или типа клеток», — прокомментировал Беркхальтер.
Неоднородные результаты по органам добавляют исследованию интригующую сложность и вызывают дополнительные вопросы: могут ли эти удлиненные и дисфункциональные реснички способствовать процессу старения? Существуют ли способы модулировать функцию ресничек? Почему их поведение в почках и поджелудочной железе различно? А как они стареют в других органах?
Как мы можем использовать эти знания об удлиненных ресничках?
Хотя эксперименты этого исследования проводились только на мышах, и исследователи пока не знают, ведут ли себя реснички у людей таким же образом, «обнаружение того, что реснички действительно изменяются в процессе старения, является важной частью информации, которая может быть потенциально использована» — сказал Беркхальтер.
Это можно использовать для профилактики или лечения заболеваний.
«Например, удлиненные реснички в старой почке могут вызвать ослабление определенного пути, способствуя снижению функции почек. Потенциально это можно нормализовать с помощью соединений, которые уже изучаются», — добавил он.
Ученые отметили, что необходимы дальнейшие тщательные исследования, прежде чем это можно будет реализовать в клинических условиях, текущие исследования дают луч надежды на то, что однажды эта концепция сможет быть использована медицинскими работниками, чтобы помочь людям жить дольше и здоровее, пишет advancedsciencenews.
