Учёные раскрыли, как стареющие клетки поддерживают хроническое воспаление через повреждённые митохондрии
Исследователи выяснили механизм, при котором стареющие «зомби-клетки» используют два параллельных процесса в митохондриях для активации генов воспаления. В экспериментах на мышах блокировка одного из этих процессов снизила воспаление и улучшила показатели здорового старения.
Воспаление — критически важная защита иммунной системы при инфекциях и повреждениях. Однако с возрастом в организме накапливаются клетки, которые держат воспаление в активном состоянии дольше необходимого. Это хроническое воспаление связано с множеством заболеваний, более распространённых в пожилом возрасте.
Что такое «зомби-клетки» и их воспалительная программа
По мере старения организма всё больше клеток входят в состояние, называемое сенесценцией. Эти клетки, получившие название «зомби-клеток», перестают делиться, но остаются живыми и метаболически активными. Они запускают воспалительную программу, известную как SASP (senescence-associated secretory phenotype), которая заставляет их выделять воспалительные молекулы. SASP связана с широко распространённым воспалением, связанным со старением, и рядом хронических заболеваний.
Два пути в митохондриях, работающих вместе
Исследователи из Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute и Mayo Clinic, опубликовавшие результаты в журнале Nature, выявили, что в активации SASP участвуют два независимых биологических процесса, связанных с митохондриями. Первый процесс изменяет упаковку ДНК, делая гены воспаления более доступными. Второй обеспечивает иммунный сигнал, необходимый для их активации.
В первом процессе участвует молекула ацетил-КоА, производимая в повышенных количествах митохондриями стареющих клеток. Ацетил-КоА взаимодействует с гистонами — белками, вокруг которых обёрнута ДНК. Это взаимодействие ослабляет упаковку ДНК, делая гены SASP более доступными для активации. Важно отметить, что сам генетический код при этом не изменяется.
Повреждённые митохондрии как источник опасности
Во втором процессе повреждённые митохондрии в стареющих клетках пропускают ДНК и РНК в части клетки, где эти молекулы обычно не должны находиться. Иммунная система воспринимает это как сигнал опасности и запускает воспалительный ответ. Эти иммунные сигналы активируют факторы транскрипции, которые включают гены воспаления — те самые гены SASP, которые уже были сделаны более доступными повышенным ацетил-КоА.
Таким образом, два отдельных процесса конвергируют: один открывает доступ к воспалительным генам, а другой предоставляет иммунный сигнал для их активации.
Блокировка одного процесса показала результаты
Для проверки возможности прерывания одного из процессов исследователи использовали препарат CTPI-2, который блокирует транспортный белок, отвечающий за доставку компонента, необходимого для производства ацетил-КоА. При тестировании на мышах CTPI-2 снизил воспаление в различных тканях и улучшил функцию тканей и здоровый период жизни при старении.
Ключевой момент: иммунные сигналы от протекающей ДНК и РНК митохондрий остались присутствовать. Однако ослабление метаболического сигнала, связанного с ацетил-КоА, сделало гены SASP менее доступными и снизило их воспалительные эффекты.
Новый подход к лечению возрастного воспаления
Исследование показало, что избирательное ингибирование молекул, снижающих ацетил-КоА и, в свою очередь, воспаление, представляет собой новую терапевтическую стратегию, которую стоит изучать. Более широко эти результаты указывают на то, что воздействие на метаболические сигналы, контролирующие доступность к воспалительным генам, может стать новым подходом к снижению возрастного воспаления и функционального упадка при старении.
Это данные исследования, а не медицинский совет.
