Учёные из Школы медицины Стэнфордского университета (Stanford University School of Medicine) сообщают о создании метода наращивания теломер — защитных участков на концах хромосом, сокращение которых с каждым делением клетки приводит к старению и смерти. Обработанные человеческие клетки в лабораторной культуре работают так же, как молодые и живут дольше обычного.
Процедура, которая предполагает использование модифицированной РНК, расширяет возможности исследователей для выращивания большого количества клеток для научных экспериментов и создания новых терапевтических методов, утверждают учёные. Для экспериментов была использована культура клеток человеческой кожи. Обработанные клетки оказались способны к сорока дополнительным делениям, по сравнению с обычными клетками. Результаты дают надежду на создание лечения болезней, которые вызваны укорачиванием теломер.
Теломеры — это защитные «колпачки» на концах нитей ДНК, называемых хромосомами. У молодых людей теломеры имеют около 8 000 — 10 000 нуклеотидов в длину. Они сокращаются с каждым делением клетки. Когда они достигают критической длины, клетка прекращает делиться или погибает. Это внутренние «часы», отсчитывающие время нашей жизни.
«Теперь мы нашли способ удлинить теломеры человека на 1000 нуклеотидов, переводя таким образом внутренние часы в этих клетках на много лет назад, — говорит Хелен Блау (Helen Blau), профессор микробиологии и иммунологии Стэнфордского университета и директор университетской лаборатории биологии стволовых клеток. — Это значительно увеличивает количество материала, доступного для исследований, таких как тестирование лекарственных препаратов или моделирование заболеваний».
Для наращивания теломер исследователи использовали модифицированную РНК. РНК являются ключевым фактором в процессе синтеза белков по «инструкции», записанной в ДНК. РНК, использовавшаяся в эксперименте, содержит кодирующую последовательность для теломеразной обратной транскриптазы (telomerase reverse transcriptase, TERT) — активной части фермента теломеразы.
Обычно теломераза экспрессируется в стволовых клетках, и особенно в тех, из которых происходят спермии и яйцеклетки, чтобы теломеры этих клеток пребывали в надлежащей форме, необходимой для развития потомства. Большинство других типов клеток экспрессирует очень низкий уровень теломеразы.
Разработанный метод имеет важное преимущество перед другими потенциальными методами: он оказывает временное воздействие. Модифицированная РНК предназначена для уменьшения клеточного иммунного ответа на лечение и позволяет производить чуть дольше, чем обычно. Но она действует только в течение приблизительно 48 часов. После этого удлинённые теломеры начинают постепенно сокращаться с каждым делением клетки.
Это означает, что обработанные клетки не будут делиться бесконечно и бесконтрольно. Это снижает потенциальную опасность терапии как фактора, способного вызвать рак.
Исследователи обнаружили, что всего лишь трёхкратное введение модифицированной РНК в течение нескольких дней может значительно увеличить длину теломер. Это дополнительные 1000 нуклеотидов — более чем десятипроцентный прирост длины теломер. Впервые учёным удалось обойти иммунный ответ против теломеразы, который долгое время был для них неодолимым препятствием.
«Новый метод открывает путь к предотвращению или лечению болезней старения, — говорит Блау. — Также существуют чрезвычайно изнурительные генетические заболевания, связанные с укорочением теломер, которые могут быть излечены этим способом».