Стареющие стволовые клетки крови могут ускорять старение других органов
Учёные обнаружили возможный механизм, связывающий старение кроветворных стволовых клеток с возрастными изменениями в других тканях организма. Исследование на мышах показало, что стареющие стволовые клетки костного мозга могут изменять работу иммунной системы так, чтобы она поддерживала хроническое воспаление, способное повреждать здоровые ткани.
Костный мозг постоянно производит клетки крови и иммунной системы. Поэтому изменения в его стволовых клетках потенциально могут отражаться не только на состоянии костей и крови, но и на работе мышц, лёгких, мозга и других органов.
Исследователи сосредоточились на белке SIRT3, который помогает митохондриям — энергетическим центрам клеток — поддерживать нормальную работу и противостоять стрессу. У мышей и людей количество SIRT3 в кроветворных стволовых клетках снижается с возрастом.
Чтобы проверить роль этого белка, учёные генетически изменили кроветворные стволовые клетки мышей, заставив их производить больше SIRT3. Затем эти клетки пересадили молодым мышам с повреждённой иммунной системой. Контрольной группе пересадили обычные стволовые клетки. После трансплантации клетки восстановили у животных кроветворение и иммунную систему.
Когда мыши достигли двухлетнего возраста, то есть приблизительного пожилого возраста для этих животных, между группами обнаружились заметные различия. У мышей с повышенным уровнем SIRT3 было меньше иммунных клеток, связанных с поддержанием воспаления.
Изменения наблюдались не только в крови. Эти мыши могли дольше бегать, дольше удерживаться на перевёрнутой сетке, лучше справлялись с тестом на память, эффективнее контролировали уровень сахара в крови, а их лёгкие выглядели здоровее.
Затем исследователи провели дополнительный эксперимент, чтобы проверить, могут ли именно иммунные клетки переносить эти эффекты в другие ткани. Они взяли иммунные клетки, образовавшиеся из стволовых клеток с повышенным уровнем SIRT3, и перенесли их другим молодым мышам. У этих животных также улучшились показатели работы мышц и контроля сахара в крови, а структура лёгких выглядела более здоровой.
Дополнительный анализ показал, что SIRT3, вероятно, препятствует переходу кроветворных стволовых клеток в состояние, при котором они производят повышенное количество иммунных клеток, поддерживающих воспаление. Повышение уровня белка ослабляло эту тенденцию.
Таким образом, результаты указывают на возможную цепочку: с возрастом в кроветворных стволовых клетках снижается активность SIRT3, после чего они начинают формировать больше воспалительных иммунных клеток. Эти клетки поступают в кровоток и могут воздействовать на ткани далеко за пределами костного мозга.
Однако пока неизвестно, происходит ли то же самое у людей. Исследование проводилось на мышах с генетически изменёнными стволовыми клетками, а сама подготовка к трансплантации костного мозга могла влиять на результаты. Кроме того, работа не показывает, что повышение уровня SIRT3 способно замедлить старение, продлить жизнь или улучшить здоровье человека.
Теперь исследователям предстоит выяснить, сохраняется ли обнаруженный механизм у людей и действительно ли снижение активности SIRT3 заставляет стареющие кроветворные стволовые клетки производить больше воспалительных иммунных клеток. Если связь подтвердится, стволовые клетки крови могут в будущем стать одной из мишеней для борьбы с хроническим возрастным воспалением.
Исследование в журнале Nature Aging.