База данных исследований по борьбе со старением

Одним из направлений работы лаборатории Мамору Сато является изучение взаимосвязи старения клеток и патогенеза ишемической болезни. Ученые ищут механизмы, которые могли бы противостоять развитию патологических процессов в тканях сердца. Укорочение теломер в предшественниках эпителиальных клеток, которое может быть ключевым фактором старения эпителия, очень чувствительно к окислительному стрессу. Результаты последних исследований показывают, что интенсивная терапия по снижению липидов в крови у больных ишемической болезнью оказывает защитное действие против окислительного стресса. Это облегчает течение коронарной болезни и предотвращает укорочение теломерных концов. После проведения терапии были обнаружены более значительнее изменения в липидных профилях, чем в контрольной группе. У пациентов, получавших терапию, окислительный стресс был выше, но длина теломер не изменилась, а в контрольной группе — окислительный стресс был ниже, но теломеры уменьшались. Возможно, интенсивная терапия по снижению липидов может быть применена и для борьбы с укорочением теломер.

Дегидроэпиандостерон (ДГЭА), один из основных стероидных гормонов, который синтезируется в мозгу de novo. Предполагается, что ДГЭА является нейроактивным фармакологическим веществом потенциально препятствующим старению. Заметная особенность старения — увеличение моноаминооксидазы (MAO), которая коррелирует с увеличением перекисного окисления липидов в стареющем мозге крысы. Прогрессивное накопление липофусцина в нейронных клетках — также одно из самых характерных возрастных изменений. В лаборатории нейробиологии, Школы Биологических наук, Университета имени Джавахарлала Неру, Индия было показано, что нормальное старение связано с заметным увеличением активности моноаминоксидазы, перекисного окисления липидов и накопления липофусцина. При этом применение ДГЭА значительно уменьшает активность моноаминоксидазы, окисление липидов и накопление липофусцина в мозге стареющих крыс, снижается вес старых крыс. Эффект ДГЭА может свидетельствовать о его антиоксидантной активности, также как активности против ожирения, против накопления липофусцина, против перекисного окисления липидов. Результаты этого исследования могут использоваться для фармакологической модификации процесса старения и развития новых лекарственных препаратов для коррекции возрастных заболеваний. Существенное падение концентрации ДГЭА с возрастом ассоциируется с уязвимостью нейронов к нейротоксическим воздействиям.

При болезни Хантингтона в цитоплазме нейронов накапливается белок хантингтин. Ученые под руководством доктора Саркара ингибировали репрессор аутофагии — белок TOR с помощью рапамицина и лития. Исследования ве-лись на дрозофилах. При ингибировании фактора TOR у плодовых мушек активировался процесс аутофагии, защищавший их нервную систему от дегенерации. Этот способ лечения нейродегенеративных заболеваний вероятно может быть применен и в отношении человека: активация аутофагии с помощью репрессоров белка TOR поможет запустить процесс макроаутофагии в стареющей нервной системе и справиться или облегчить течение нейродегенеративных заболеваний.

AL-амилоидоз (амилоид при этом состоит из легких цепей иммуноглобулинов) — наиболее распространенный системный амилоидоз. Для пациентов с множественной миеломой высокие дозы препарата мелфалан, а также аутологичная трансплатация стволовых клеток являются терапией первой линии, так как обеспечивают высокий гематологический ответ и более высокую выживаемость по сравнению с обычной химиотерапией. Высокие результаты, полученные при лечении миеломы, натолкнули на мысль о возможности использования этого подхода для борьбы с AL-амилоидозом. Учеными группы профессора Санчоравалы было обнаружено, что этот подход приводит к ремиссии у больных AL-амилоидозом, увеличивая выживаемость пациентов.

В лаборатории Йошиуки Сакаки был изучен эффект метилирования на транскрипцию элемента L1 in vivo и in vitro. Трансфекция клеток линии плазмидой, содержащей вставку промотора L1, показала, чтометилирование действительно репрессировало активность мобильного элемента L1. Изучение процессов транскрипции in vitroс использованием матриц, подвергнутых мутагенезу, выявило, что метилирование первых семи нуклеотидов CpGs в L1 промоторе, было критичным для ингибирования. Таким образом, сайт-специфичное метилирование способно регулировать транскрипцию L1.

Один из способов повышения трансплантационной толерантности — использование гемопоэтического химеризма, то есть сосуществования в организме гемопоэтических стволовых клеток донора и реципиента. Гемопоэтический химеризм может быть индуцирован у мышей с помощью мягкого, немиелоаблативного кондиционирования с облучением костного мозга и тимуса низкими дозами радиации. Полученные мыши специфично толерантны к антигенам донора и реципиента. Впоследствии в работе Меган Сайкс было показано, что к подобному результату можно прийти, используя большие количества стволовых клеток вместо облучения костного мозга. Трансплантированные после такого лечения стволовые клетки донора будут в течение долгого времени источником клеток-предшественников, дифференцирующихся в клетки, представляющие антиген (АРС). В свою очередь, APC клетки будут участвовать в элиминации реактивных Т-клеток реципиента. Таким образом, будет снижаться риск развития неблагоприятных иммунных реакций при трансплантации. В последнее время явление гемопоэтического химеризма находит применение при лечении злокачественных новообразований клеток крови. Это связано с реакцией «трансплантат против лейкоза» (graft-vs-leukemia/lymphoma, GVL). Противоопухолевое действие GVL-реакции связано с тем, что образующиеся в результате гемопоэтического химеризма «активированные» Т-клетки донора, помимо клеток реципиента элиминируют и опухолевые клетки. Используя специальные протоколы лечения, основанные на «позднем» введении лимфоцитов донора, удалось получить состояние полного химеризма с выраженными GVL-эффектами, но без GVDH-реакций. Облучение тимуса можно заменить коротким курсом лечения реципиента антителами к клеткам CD4 и CD8, что также приведет к временному истощению популяции Т-клеток реципиента. Эти исследования нашли свое применение в клинических протоколах лечения злокачественных лимфоидных новообразований.

Один из научных интересов Барбары Савольдо — разработка методов повышения качества и устойчивости химерных Т-клеток. Цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ), наведенные на невирусные опухолевые антигены, не могут сохраняться долгое время и имеют ограниченную противоопухолевую активность in vivo. В частности, это происходит из-за того, что опухолевые клетки бедны костимуляторными молекулами. Ученые группы Барбары Савольдо разработали ЦТЛ, специфичные к вирусу Эпштэйна-Барра для экспрессии химерных антигенных рецепторов к диалиалоганглиозиду GD2 — антигену, представленному на клетках человеческой нейробластомы. Эти лимфоциты получают оптимальную костимуляцию своих нативных рецепторов, что улучшает их выживаемость и антиопухолевую активность, опосредованную их химерными рецепторами.

Инволюция тимуса, наряду со снижением количества лимфоцитов в периферических тканях, — одна из основных причин возрастного снижения иммунитета. Учеными группы под руководством Вильсона Савино проводится исследование возможности гормональной терапии возрастной инволюции тимуса. Исследования с манипуляцией стероидными половыми гормонами также имеют многообещающие для терапии результаты. Показано увеличение имуннопоэза, вызванного стероидными гормонами в стареющем тимусе, увеличение числа клеток эпителия тимуса. В исследованиях на мышах было показано, что введение гормона роста старым мышам препятствовало дегенерации тимуса и увеличивало производство иммунных клеток.

Основная тема исследований Алексея Рязанова — сигнальные молекулы, синтез белков и их взаимосвязь с клеточным ростом, дифференцировкой и старением. Проверяются уже сертифицированные медицинские препараты. В случае обнаружения веществ, имеющих положительный эффект на продление жизни вещества не нужно будет заново сертифицировать, так как их и так используют в лечебной практике. Данные по исследованию еще не опубликованы. В дальнейшем этот научный проект планируется расширить и провести клинические, паталогоанатомические, гистологические анализы для выявления влияния веществ на развитие рака и болезней, связанных со старением. В настоящий момент под руководством профессора Рязанова проходит масштабный скрининг более тысячи препаратов на эффект продления жизни у мышей.

Группа Роберта Рукера изучает механизмы образования неэнзиматических сшивок в структуре коллагена и эластина. Процесс образования сшивок чувствителен к содержанию меди в организме, т. к. медь является кофактором фермента лизил-оксидазы (катализирует окислительное дезаминирование лизиновых остатков, вовлеченных в формирование сшивок). Ученые исследовали, как различное содержание меди в потребляемой пище влияет на образование сшивок. Они оценивали уровень лизил-оксидазы в тканях мыши. Самые высокие конценрации лизил-оксидазы были обнаружены в соединительной ткани (сухожилия, кожа), средние показатели — в аорте, почках, легких и печени. А самая низкая концентрация была выявлена в тканях скелетной мускулатуры и диафрагмы. Мыши, рацион которых содержал 2 микрограмма/грамм меди, демонстрировали меньшую функциональную активность лизил-оксидазы (в коже), чем мыши, которые получали с пищей по 10 микрограмм/грамм. Однако дефицит меди не влиял на уровень мРНК для лизил-оксидазы. В исследовании подчеркиваются незначительные изменения количества фермента при различных диетах и небольшое снижение функциональной активности при недостатке меди. Темой для дальнейших исследований ученых может стать понимание механизмов образования сшивок в структуре коллагена и эластина, т. к. именно они приводят к старению всех тканей организма, а особенно — кожи и соединительной ткани. Функциональная активность фермента лизил-оксидазы у мышей с дефицитом меди в рационе была снижена на половину или на 2/3 от нормы.