С возрастом мышцы восстанавливаются после травм всё медленнее, и учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), возможно, нашли одну из ключевых причин этого явления. В ходе исследования на мышах выяснилось, что в стареющих мышечных стволовых клетках накапливается белок, который замедляет их способность к регенерации тканей. Одновременно этот же белок помогает клеткам выживать в неблагоприятных условиях стареющего организма.
Работа, опубликованная в журнале Science, предлагает по-новому взглянуть на старение. Некоторые биологические изменения, которые принято считать признаками упадка, на самом деле могут быть защитными адаптациями, позволяющими клеткам выжить. По словам авторов, до преклонного возраста доживают не самые функциональные стволовые клетки, а те, что лучше приспособлены к выживанию. Этот сдвиг в понимании объясняет, почему с возрастом ткани теряют свои функции.
Исследователи сравнили мышечные стволовые клетки молодых и старых мышей и обнаружили, что с возрастом уровень белка NDRG1 резко возрастает – в клетках пожилых особей его концентрация была в 3,5 раза выше. Этот белок действует как внутренний тормоз, подавляя сигнальный путь mTOR, который в норме отвечает за активацию и рост клеток.
Чтобы проверить роль NDRG1 в замедлении регенерации, учёные заблокировали его активность у мышей, чей возраст примерно соответствовал 75 человеческим годам. В результате их стволовые клетки начали вести себя как молодые – стали активнее и лучше восстанавливали мышцы после повреждений. Однако у этого улучшения обнаружился серьёзный недостаток: без защиты, которую обеспечивал белок, со временем выживало меньше стволовых клеток. В итоге ткань хуже справлялась с повторными травмами.
Авторы сравнивают молодые клетки со спринтерами – они очень эффективны на короткой дистанции, но быстро истощаются. Старые же клетки подобны марафонцам: они реагируют медленнее, но лучше приспособлены к долгой работе. Механизмы, которые помогают им выдерживать «марафон», одновременно делают их плохими «спринтерами». Этот компромисс между производительностью и выживаемостью наблюдается и в природе: в периоды засухи или голода животные направляют ресурсы не на размножение, а на выживание, например впадая в спячку. Похожий процесс, по-видимому, происходит и на клеточном уровне.
Результаты исследования важны для разработки будущих методов терапии, направленных на улучшение регенерации тканей. Однако учёные предостерегают, что попытка искусственно повысить функциональность старых клеток может привести к непредвиденным последствиям, например к преждевременному истощению их запаса. Дальнейшая работа будет посвящена изучению молекулярных механизмов, которые управляют этим балансом между выживанием и эффективностью.
