Кровь как источник молодости: новые данные
Вполне возможно, что эликсиром молодости является один из белков крови. Многочисленные эксперименты на мышах показали, что введение старым животным крови молодых сородичей может обращать или ослаблять некоторые проявления старения (см., например, статью «Молодая кровь действительно является источником молодости»).
Экспериментальная методика, известная как парабиоз и заключающаяся в объединении кровеносных систем двух животных хирургическим методом, была разработана примерно 150 лет назад. Около 10 лет назад работавшая в то время в Стэнфордском университете Эми Ваджерс (Amy Wagers) и ее коллеги дали парабиозу вторую жизнь, применив его для изучения процессов старения стволовых клеток крови и мышечной ткани. К своему удивлению, они обнаружили, что объединение кровеносных систем молодой и старой мыши омолаживало мышечные стволовые клетки последней. После этого исследователи опубликовали несколько работ, в которых было описано положительное влияние молодой крови на состояние стареющих органов, в том числе печени, спинного мозга и головного мозга.
Впоследствии ученым Гарвардского университета под руководством той же Эми Ваджерс удалось идентифицировать содержащийся в крови фактор роста, отчасти обуславливающий омолаживающее влияние молодой крови на сердечную мускулатуру. В своей последней работе эта же исследовательская группа продемонстрировала способность этого фактора омолаживать скелетную мускулатуру и мозг мышей.
Реконструкция кровеносных сосудов головного мозга старой мыши (слева) и старой мыши,
в кровоток которой поступила кровь молодого животного (справа)
(рисунок из статьи Lida Katsimpardi et al.).
Несколько позже сотрудники лаборатории Ваджерс выделили из крови мышей белок, который, по их мнению, по крайней мере, отчасти обеспечивает омолаживающее действие крови молодых животных. Этот белок – фактор роста и дифференцировки 11 (growth differentiation factor 11, GDF11) – известен благодаря своему участию в управлении активностью стволовых клеток. Он в большом количестве содержится в крови молодых животных, однако с возрастом его концентрация снижается. В прошлом году авторы продемонстрировали, что инъекции GDF11 уменьшают выраженность утолщения сердечной стенки, являющегося характерным проявлением старения у мышей. Сейчас они показали, что этот фактор роста способствует восстановлению повреждений мышечной ткани у старых мышей, а также улучшает их результаты при прохождении беговых тестов и тестов на силу захвата. При этом полученные результаты были сопоставимы с эффектами парабиоза.
В рамках параллельно проводимой серии экспериментов исследователи продемонстрировали способность GDF11 стимулировать рост новых кровеносных сосудов и обонятельных нейронов в мозге мышей. Результатом этого было увеличение остроты обоняния животных. Авторы утверждают, что как в мышечной ткани, так и в мозге положительное влияние GDF11 отчасти обусловлено восстановлением функциональности стволовых клеток.
На сегодняшний день убедительные доказательства способности обращать ассоциированные со старением изменения в различных тканях получены только для двух подходов: приема рапамицина и низкокалорийной диеты. Авторы считают, что применение GDF11 может быть более безопасной альтернативой, так как это соединение содержится в крови. Гарвардский университет подал заявку на патенты на GDF11, а исследователи уже ведут переговоры о коммерциализации препарата GDF11 в качестве средства лечения таких заболеваний как болезнь Альцгеймера и болезни сердца. Производство такого препарата потребует синтеза огромного количества терапевтического белка, поэтому авторы отмечают, что целесообразным является применение его модифицированной формы или воздействие на опосредуемый GDF11 сигнальный механизм с помощью другой молекулы. Они считают, что эта задача решаема, так как наиболее сложной проблемой была идентификация сигнального механизма-мишени.
Однако у GDF11 уже есть потенциальный конкурент. В рамках независимого исследования ученые Стэнфордского университета, работающие под руководством доктора Тони Уисс-Кори (Tony Wyss-Coray), продемонстрировали способность парабиоза омолаживать гиппокамп – регион мозга, ответственный за формирование и хранение воспоминаний. После процедуры парабиоза с молодой мышью в гиппокампе старых животных происходило активное формирование новых межнейронных синапсов. Авторам пока не удалось идентифицировать омолаживающий фактор, однако они предложили жизнеспособную альтернативу. Эксперименты показали, что введение старым мышам плазмы крови молодых животных оказывает на нейроны гиппокампа аналогичное влияние. Это улучшает результаты, демонстрируемые животными при прохождении тестов на обучение и запоминание.
По словам Уисс-Кори, введение плазмы крови является рутинной медицинской практикой, поэтому данный подход, в отличие от применения нового белкового препарата, не требует одобрения Управления по контролю за продуктами и лекарствами США. Исследователи уже начали планирование небольшого клинического исследования, в рамках которого пациентам с болезнью Альцгеймера будут делать серию инъекций плазмы крови молодых доноров. Они также отмечают, что эксперименты на мышиной модели заболевания уже продемонстрировали положительное влияние такой терапии.
Статья Saul A Villeda et al. Young blood reverses age-related impairments in cognitive function and synaptic plasticity in mice опубликована в журнале Nature Medicine; статьи Lida Katsimpardi et al. Vascular and Neurogenic Rejuvenation of the Aging Mouse Brain by Young Systemic Factors и Manisha Sinha et al. Restoring Systemic GDF11 Levels Reverses Age-Related Dysfunction in Mouse Skeletal Muscle опубликованы в журнале Science.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Science NOW: Young Blood Renews Old Mice.
06.005.2014