БИОЛОГИЯ СТАРЕНИЯ, СЕНЕСЦЕНТНЫЕ КЛЕТКИ


ЛАМИВУДИН ПРОТИВ СТАРОСТИ (РЕТРОТРАНСПОЗОНОВ)

В стареющих клетках действительно накапливаются внеядерные молекулы ДНК. Авторам работы удалось связать их с особо распространенным классом мобильных элементов — LINE-1. Эти элементы активируются в стареющих клетках примерно через 16 недель после того, как те прекращают деление. На начальном этапе клетке еще удается контролировать их активность, но в более поздней фазе старения процесс выходит из-под контроля. А дальше происходит следующее: клетка, «заметив» в своей цитоплазме молекулы ДНК, реагирует на них так, как будто это признак вирусной инфекции (поскольку при инфекциях происходит, в сущности, то же самое). Включаются гены антивирусной защиты, и среди них ген белка интерферона, сигнализирующего иммунной системе о неполадках. Выброс интерферона — важнейший признак поздней фазы SASP, то есть фенотипа, связанного со старением.

Что будет, если не дать процессу клеточного старения дойти до этой последней стадии? Сделать это, к примеру, можно так: заблокировать фермент обратной транскриптазы, который производит внеклеточную ДНК. Именно на этом принципе — блокировании обратной транскриптазы — основаны многие современные препараты для лечения ретровирусных инфекций, таких как ВИЧ или гепатит В. Один из таких препаратов — ламивудин — был использован исследователями, Чтобы доказать участие описанного механизма в процессе старения. Препарат был введен мышам в возрасте 20-26 месяцев, что соответствует глубокой старости. У грызунов резко замедлилось развитие некоторых симптомов старения, таких как почечная недостаточность, хроническое воспаление и атрофия скелетной мускулатуры. Анализ на уровне клеток показал, что остановка клеточного деления происходит точно по расписанию и ранний фенотип старения развивается нормально, однако ДНК не накапливается в цитоплазме, а интерферон не секретируется во внеклеточную среду.

Исследователи показали, что ламивудин никак не влияет на деление клеток и даже не препятствует развитию фенотипа, связанного со старением. Он лишь не дает ему развиться до поздней фазы, на которой происходит секреция интерферона. Таким образом, нет оснований ожидать непредвиденных последствий от применения препарата, тем более что он уже используется в медицине, хотя и в других контекстах. 

www.nature.com/articles/d41586-018-07553-0

Лекарство от старости?

Исследователи предостерегают против поспешных попыток распространить полученные результаты с грызунов на человека. Однако намеченный подход может оказаться перспективным. Препараты, нацеленные на клеточное старение, обычно делят на два типа: сенолитические и сеноморфические. Первые убивают стареющие клетки, вторые видоизменяют их физиологию так, чтобы уменьшить ущерб для тканей и органов. Опыты исследователей из Род-Айленда свидетельствуют, что ламивудин и другие ингибиторы обратной транскриптазы являются сеноморфическими препаратами.

Рапамицин замедляет эпигенетическое старение кератиноцитов независимо от его влияния на репликативное старение, пролиферацию и дифференцировку.

эпигенетическое старение не зависит от репликативного старения, длины теломер, дифференцировки соматических клеток, скорости или частоты клеточной пролиферации. Вместо этого он замедляется рапамицином, мощным ингибитором комплекса mTOR, который управляет многими путями, связанными с клеточным метаболизмом. Рапамицин, однако, также является эффективным ингибитором клеточного старения. Следовательно, клеточный метаболизм лежит в основе двух независимых ветвей старения — клеточного старения и эпигенетического старения.

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31136303?fbclid=IwAR1qwnnJqgMzenpQx_jnEpbbtNtuc6UuakNQAWTd-pJXfG0prghDX39QeQE

ОМОЛОЖЕНИЕ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫМИ СТВОЛОВЫМИ КЛЕТКАМИ
Возрастные изменения (заболевания) связаны с хроническим воспалением, дисбалансом иммунного гомеостаза и уменьшением мультипотентных стволовых клеток в совокупности позволяют предположить рациональную гипотезу о том, что можно (частично) излечить возраст-зависимые заболевания стволовыми клетками. Ученые исследовали использование мезенхимальных стволовых клеток, дозой 100 миллионов клеток, при однократном внутривенном вливании и наблюдении в последующие периоды 6 ~ 12 месяцев.
Вывод: внутривенное вливание аллогенных МСК безопасно, хорошо переносится, и в предварительном рассмотрении эффективно клинически.
ссылка

ГЕНЫ И ДОЛГОЛЕТИЕ

Риски основных хронических заболеваний увеличиваются экспоненциально и удваиваются каждые восемь лет, то есть со скоростью, совместимой с законом о смертности Гомперца. Предполагая, что старение приводит к ускорению заболеваемости, мы строим модель риска, чтобы предсказать возраст в конце периода здоровья в зависимости от возраста, пола и генетического фона. Идентифицированно 12 локусов, связанных со здоровьем, на уровне значимости всего генома. Мы находим сильные генетические корреляции между здоровьем и смертностью от всех причин, историей жизни и особенностями образа жизни.

ссылка

АДИПОНЕКТИН ПРЕДИКТОР — СМЕРТИ
Высокий уровень адипонектина в крови — фактор риска смертности
ссылка

РОСТ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ
У женщин ростом выше 175 сантиметров вероятность прожить дольше повышается. Кроме того, на продолжительность жизни женщин влияет вес и умеренная физическая активность. На долголетие мужчин рост и вес особо не влияют, зато физическая активность увеличивает их шансы прожить до 90 лет.
ссылка

ПАРАБИОЗ И ОМОЛОЖЕНИЕ
Хирургическое соединение старой мыши с молодой мышью для создания общего кровотока улучшает состояние здоровье первой, что делает эту систему (парабиоз) одним из наиболее популярных приемов в области изучения старения.одним из факторов, обеспечивающих омолаживающий эффект при парабиозе, является мезэнцефалический астроцитарный нейротрофический фактор (mesencephalic astrocyte-derived neurotrophic factor, MANF). При создании парабиоза между нормальными старыми мышами и молодыми животными с дефектом гена MANF молодая кровь не оказывала омолаживающего действия.введение MANF старым мышам замедляет старение печени, предотвращает развитие ее жирового перерождения у животных, содержащихся на богатом жирами рационе, а также уменьшает выраженность возрастных нарушений метаболизма.
Вероятно, MANF регулирует механизмы развития воспаления, сопровождающего многие возрастные болезни.
ссылка

ГЕНЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ДОЛГОЛЕТИЕ
Из 1 млн., генов выделено 12: cdkn2b-As1, Atxn2 / brap, furin / орс, zw10, psors1c3, и 13 Q21. 31, zc3hc1, и igf2r.
5 Q33. 3 / ebf1 и foxo3
Интересен также обзор: ссылка
ссылка

ВЕЩЕСТВА (ПРЕПАРАТЫ) ОКАЗЫВАЮЩИЕ ТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ НА МИТОХОНДРИИ
Обратите внимание на метформин.
ссылка

НИКОТИНАМИДМОНОНУКЛЕАТИД — НИКОТИНАМИДРИБОЗИД — NAD+
NMN метаболизируется внеклеточно до NR, который затем поглощается клеткой и превращается в NAD. Исследование показывает, что клетки млекопитающих требуют преобразования внеклеточного NMN в NR для клеточного поглощения и синтеза NAD, объясняя перекрывающиеся метаболические эффекты, наблюдаемые с этими двумя соединениями.
научная статья

NAD+ Как НИКОТИНАМИДМОНОНУКЛЕОТИД ПОПАДАЕТ В КЛЕТКИ?
Транспортер Slc12a8 найден!
научная статья
научная статья

СЕНОЛИТИКИ — АНТИБИОТИКИ
Азитромицина запускает аутофагию и гликолиз, а также увеличивает митохондриальную активность при высокой дозе, но обладает противоположным эффектом при низкой дозе.
Рокситромицин способствует росту волос, вероятно, стимулируя производство стволовых клеток волосяных фоликул.Действие доказано на культуре клеток.
научная статья

ЧАСЫ ХОРВАТА КАЛЬКУЛЯТОР
Рассчитать свой биовозраст

СНИЖЕНИЕ МЕТАБОЛИЗМА ИММУННЫХ Т-КЛЕТОК
В результате ряда химических реакций клетки теряют способность активно размножаться, что со временем снижает защитный барьер иммунитета. Т-клетки старых мышей показали сниженную функциональность и общую активность в ответ на потенциальную инфекцию. Кроме того, у них был отмечен сниженный метаболизм: они потребляли меньше кислорода и менее эффективно расщепляли сахара. «Электростанции» клеток — митохондрии — были меньше, чем у молодых клеток.
У старых мышей оказалось значительно меньше Т-клеток в целом. Они медленнее росли, секретировали меньше иммуносигнальных молекул и гибли намного быстрее.Чтобы исправить ситуацию, команда добавила две молекулы — формиат и глицин — главные продукты одноуглеродного метаболизма. Это усилило пролиферацию Т-клеток, а их гибель снизилась до нормальных показателей. Исследование доказывает, что без определенных иммунных клеток невозможно нормальное функционирование здоровых тканей.
Один путей решения проблемы — трансплантация собственных ГСК-источника всех клеток иммунной системы, стандартная услуга
предлагаемая нашей клиникой более 20-ти лет Клиника высокотехнологичных методов терапии

научная публикация

ЦИРКАДНЫЕ РИТМЫ И ПЛАСТИЧНОСТЬ ВНЕКЛЕТОЧНОГО МАТРИКСА

Жесткость тканей регулирует циркадные часы в зависимости от типа клеток. Изменения в структуре тканей происходят на протяжении всей жизни, могут повлиять на молекулярной контроль циркадные циклов. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30709969

ПЛАЗМА И КОМПОНЕНТЫ КРОВИ ДЛЯ ОМОЛОЖЕНИЯ

Исключительная продолжительность жизни человека связана с определенным фенотипом эфирных липидов плазмы. Липидный профиль, устойчивый к окислительным повреждениям, является неотъемлемым признаком, связанным с продолжительностью жизни животных. Тем не менее, отсутствуют липидомные исследования долголетия человека. Здесь мы используем технологии, основанные на масс-спектрометрии, для обнаружения и количественного определения 137 эфирных липидов для определения фенотипа здоровых людей с исключительной продолжительностью жизни. Эфирные липиды были выбраны из-за их антиоксидантных свойств и способности модулировать окислительный стресс. Наши результаты показывают, что для определения столетнего состояния можно получить специфическую эфирную липидную сигнатуру. Этот профиль включает более высокий уровень алкильных форм, полученных из фосфатидилхолина с более коротким числом атомов углерода и двойными связями; и снижение содержания в алкенильных формах фосфатидилэтаноламина с более длинной длиной цепи и более высокими двойными связями. Этот состав композиции предполагает, что эфирные липиды от долгожителей более устойчивы к перекисному окислению липидов, и что эфирная липидная сигнатура выражает оптимизированную особенность, связанную с исключительной долговечностью человека. Эти результаты согласуются со свободнорадикальной теорией старения. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231718310589?fbclid=IwAR22RRGioYchAPBfZB0Vk2A4UrLAP6QCL2LEiKjpaSBPpgCaYaCS37RXUGc

РИСК МАНИФЕСТАЦИИ ВОЗРАСТНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПОСЛЕ 40 ЛЕТ УДВАИВАЕТСЯ КАЖДЫЕ 8 ЛЕТ

Риск заполучить возрастные хронические заболевания в старости растет примерно с той же скоростью, что и риск смерти — он удваивается каждые восемь лет после 40. Ученые обнаружили 12 участков ДНК, ассоциированных с длительностью жизни без хронических возрастных заболеваний. Тесная взаимосвязь между наиболее распространенными хроническими заболеваниями и смертностью указывает на то, что их риски могут регулироваться одним и тем же процессом, а именно — старением. Именно поэтому здоровая продолжительность жизни может быть использована в качестве прокси для изучения генетических факторов, контролирующих скорость старения. https://www.nature.com/articles/s42003-019-0290-0#Sec10

ИНГАЛЯЦИИ МОЛЕКУЛЯРНОГО ВОДОРОДА ВЫЗЫВАЮТ ГОРМЕЗИС?

Пациенты вдыхали либо — 1,2-1,4% водородно-воздушную смесь, либо плацебо в течение 10 минут два раза в день в течение 4 недель. Вдыхание водорода в низких дозах не оказывало значительного влияния на клинические параметры БП (болезни Паркинсона_, но увеличивало уровень 8-OHdG в моче на 16%. Это увеличение 8-OHdG сопоставимо с увеличением после напряженной физической нагрузки. Хотя увеличение количества активных форм кислорода часто связано с токсичностью и болезнями, они также играют важную роль в обеспечении цитопротективных клеточных адаптаций в процессе, известном как гормезис. Ранее сообщалось об увеличении окислительного стресса водородом, наряду с его способностью активировать пути Nrf2, NF-κB и реакции теплового шока. Хотя мы не наблюдали какого-либо положительного воздействия водорода в нашем коротком испытании, мы предполагаем, что увеличение 8-OHdG и других сообщений о стрессовых реакциях со стороны водорода может указывать на то, что его полезные эффекты частично или в значительной степени опосредованы гормональными механизмами. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30713666?fbclid=IwAR3XtQEBddNW9XSIymv3G2Gwf6g81_6cC57z4vNAdQe85voEDepG9EiNszU

НОВЫЙ ПОДХОД К ТЕРАПИИ СТАРЕНИЯ: ЛАМИВУДИН ПРОТИВ ТРАНСПОЗОНОВ

Старение организма сопровождается воспалением во множестве тканей одновременно. Недавно возникла теория, что причина этого воспаления — в транспозонах, остатках древних вирусов, которые живут в нашем геноме. Чтобы остановить размножение транспозонов, ученые использовали противовирусные препараты, которыми сейчас лечат ВИЧ. Результаты не заставили себя ждать: клетки человека перестали выделять провоспалительные белки, а у взрослых мышей возникло меньше возрастных заболеваний. Следующим шагом должны стать клинические испытания на людях.

В ДНК человека «живет» только один полноценный ретротранспозон — LINE-1, или L1. И его считают одной из возможных причин старения. Во-первых, он может вызвать опухолевую трансформацию, если его копия попадет внутрь гена, контролирующего размножение клетки. Во-вторых, перепрыгивая по геному, он увеличивает количество поломок и мутаций, и клетка реагирует на это, прекращая делиться. В-третьих, в ответ на накопление L1 клетка начинает производить интерфероны, а те, в свою очередь, вызывают воспаление в окружающих тканях.

Ученые обработали клетки человека ламивудином — препаратом против ВИЧ, блокирующим обратную транскриптазу. В результате количество ретротранспозонов в клетках снизилось, равно как и экспрессия провоспалительных генов, в том числе интерферонов. Тогда ученые проверили действие ламивудина на пожилых (26 месяцев, средний срок жизни 2-3 года) мышах. За две недели препарат помог мышам частично избавиться от воспаления. А длинный курс (с 20-го по 26-й месяцы жизни) лекарства предотвратил истощение, повреждение почечных сосудов и атрофию скелетных мышц — верные признаки мышиной старости.

Исследователи называют свой препарат сеностатиком (останавливающим старение) — в противовес сенолитикам, препаратам, удаляющим старые клетки из тканей. 

Некоторые ретровирусы потеряли способность покидать клетку, а вместе с ней и независимость. Они остались в нашей ДНК и стали называться ретротранспозонами. Все, что они умеют, — переписывать РНК в ДНК и встраиваться в случайное место генома. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-02/bu-hdc013019.php

СТАРЫЕ КЛЕТКИ ВЛИЯЮТ НА МОЛОДЫЕ

Ретротранспозоны – одна из разновидностей «прыгающих генов», и одна из самых многочисленных, на них приходится около 42% всей ДНК. Один из ретротранспозонов LINE-1 становится активен в старых фибробластах. Стареющие клетки перестают делиться. У переставших делиться фибробластов «прыгающий ген» LINE-1 просыпется через 16 недель, то есть уже довольно на поздней стадии старения. Эксперименты на мышах показали, что если у них подавить активность LINE-1 с помощью антиретровирусного препарата, то старые клетки будут готовить меньше своего неприятного «коктейля». Что особенно важно, такие животные в старости оказывались более здоровыми, без характерных возрастных проблем: их мышцы меньше деградировали, почки лучше работали, и общее воспаление было не таким выраженным. Но всё это относилось к клеткам именно на поздней стадии старения. Даже если у клеток с самого начала старались подавлять активность «прыгающего гена» LINE-1, они всё равно начинали стареть, с той разницей, что поздняя старость оказывалась менее воспалительной и более здоровой. То есть тот белковый «старческий коктейль» действительно возникал из-за LINE-1, но вот сам LINE-1, очевидно, посыпался в результате каких-то других процессов, которые начинались на более ранних стадиях.

Со временем в наших клетках накапливаются разнообразные дефекты – в генах появляются мутации, повреждённые белки перестают работать, как надо. Клетка не просто перестаёт выполнять свои функции, она может стать угрозой для окружающих. Обычно в ответ на дефекты и повреждения должна включаться программа клеточного суицида: клетка уничтожает сама себя, и делает это так, чтобы доставить окружающим как можно меньше беспокойства. Но часто случается иначе: программа суицида не срабатывает, и клетка продолжает стареть. Пользы от неё никакой – если переда нами, например, фибробласт кожи, который должен делиться, помогать заживлять раны, синтезировать белки соединительной ткани и т. д., то состарившийся фибробласт уже не делится и раны заживлять не может. Зато он активно выделяет в окружающую среду целый набор молекул, среди которых воспалительные сигналы, ферменты, расщепляющие другие белки и пр. – такой коктейль, выделяемый дряхлеющей клеткой, плохо влияет на окружающую ткань (мы как-то писали о том, как старые клетки вредят мозгу и что они вообще укорачивают жизнь). Состав «коктейля старости» (который называют SASP – senescence-associated secretory phenotype, ассоциированный со старением секреторный фенотип) зависит от разных факторов, меняясь в течение жизни стареющей клетки. https://www.nature.com/articles/s41586-018-0784-9

НОВЫЕ 2019 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ПАТОЛОГИИ ПЕЧЕНИ

Американская коллегия гастроэнтерологов (ACG) выпустила обновленные рекомендации по биохимическим анализам крови, которые используются для оценки состояния печени. 

Согласно новым рекомендациям, нормальным диапазоном для АЛТ будет 19-25 МЕ/л для женщин и 29-33 МЕ/Л для мужчин. Уровень повышения АЛТ значительно увеличивает риск смерти в связи с патологии печени. https://www.nature.com/ajg/news-and-comment

КАК ПАХНЕТ СТАРОСТЬ

Не только животные, но и люди могут оценить возраст человека по запаху. Особенно озабочены этим японцы, у которых есть специальное слово для старческого запаха – kareishu. И если человек не различает молодых и среднего возраста, но вот старых людей определяет уверенно https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22666457

Как показали исследования, это связано с особым веществом 2-ноненаль, которое возникает в результате перекисного окисления жиров в коже из омега-7 жирных кислот https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11286617. Похоже пахнет темное пиво и гречка. Собственно сам запах этот не неприятный, его восприятие скорее всего связано с культурным контекстом.

Любопытно, что до 40 лет это вещество вовсе не обнаруживается, а вот после 40 его уровень начинает подниматься все выше https://www.jstage.jst.go.jp/article/jaam/7/6/7_6_60/_article, параллельно с увеличением содержания этих омега-7 кислот и окисления липидов. Напомню, что и риск хронических заболеваний начинает удваиваться каждые 8 лет после 40.

Конечно, вполне вероятно, что улучшение здоровья будет влиять и на запах, а вот японцы предлагают и специальную косметику на основе зеленого чая и хурмы, но без гарантий. Oдно исследование обнаружило, что обычные шампиньоны улучшают запах тела, причем эффект дозозависимый! https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2225411015001145

ГЕН РЕГЕНЕРАЦИИ У ЧЕЛОВЕКА

Ген, отвечающий за регенерацию органов у турбеллярий (относятся к червям — БК), содержится и в человеческом геноме.

Egr (Early Growth Response) — кодирует транскрипционный фактор (белок, регулирующий экспрессию других генов). Эксперименты исследовательской группы показали, что белок интенсивно участвует в процессе регенерации, работая как переключатель: без него восстановление тканей просто не происходит. http://science.sciencemag.org/content/363/6432/eaau6173.long?fbclid=IwAR3ZgsjFdU7RF1DL_C9rRmqAdZGrKRdjSvjQL5VKzwlfwIX2xiLmjzFsYII