Старые клетки могут быть полезны, когда дело доходит до тяжелой травмы
Д-р Рагхаван Раджу и научные сотрудники д-р. Сяоган Чу и Лунь Цай. Предоставлено: Ким Рэтлифф, координатор производства, Университет Огасты.

Это называется старением, когда клетки, подвергшиеся стрессу, больше не могут делиться, чтобы образовать новые клетки, и это считается фактором старения и некоторых заболеваний. Теперь у ученых есть одни из первых доказательств того, что, по крайней мере, в более молодом возрасте стареющие клетки быстро появляются после серьезной травмы и являются защитными.

Их модель — геморрагический шок, значительная потеря крови, необходимого кислорода и питательных веществ, которые он доставляет, составляет около 30-40% смертей, связанных с травмами, в результате таких событий, как автомобильные аварии и стрельба; и их основное внимание — печень, один из многих основных органов, которые могут перестать реагировать.

Ученые Медицинского колледжа Джорджии сообщают в журнале Aging Cell, что вскоре после возникновения геморрагического шока популяция клеток печени быстро стареет.

«Если клетки немедленно переходят в дряхлое состояние, они могут помочь предотвратить органную недостаточность», — говорит доктор Рагхаван Пиллай Раджу, биомедицинский исследователь из отдела фармакологии и токсикологии MCG и автор исследования.

Чтобы выяснить, было ли быстрое старение некоторых клеток печени хорошим или плохим, они дали некоторым крысам в своих исследованиях сенолитики, относительно новый класс препаратов, которые нацелены на стареющие клетки для устранения. Лабораторные исследования этих препаратов показали, что они могут предотвращать или улучшать возрастные проблемы, такие как слабость, катаракта, сосудистая и сердечная дисфункция. Ранние испытания на людях также показали успех в снижении прогрессирования таких проблем, как диабет и повреждение почек.

Но когда более молодым крысам с геморрагическим шоком вводили лекарства в составе жидкостей, используемых для реанимации, вскоре после кровопотери, все они быстро умерли.

«Мы задались вопросом, были ли сами препараты смертельными для крыс», — сказал доктор Сяоган Чу, научный сотрудник MCG и первый автор исследования. Животные и люди могут по-разному реагировать на лекарство. Однако когда они дали сенолитики здоровым крысам, все было в порядке.

«Результаты показывают, что индукция острого старения может быть необходимым процессом при геморрагическом шоке», — пишут они. Смерть стареющих клеток, по-видимому, усугубляет повреждение тканей в результате кровопотери, а лекарства, нацеленные на эти клетки, также имеют нецелевое действие, которое проблематично при травме, а не при старении, связанном с возрастом, пишут они.

Они также хотели знать, может ли лекарственный коктейль для улучшения функции органов за счет усиления мощностей клеток, называемых митохондриями, которые ослаблены дефицитом крови и кислорода, изменить появление стареющих клеток в печени. Они обнаружили, что быстро появившаяся популяция клеток была практически такой же, как и популяция клеток без органоспецифической поддержки.

Раджу и его коллеги подозревают, что быстрый переход к старению, произошедший в популяции клеток печени, был попыткой стабилизации после травмы и, вероятно, временным.

Это первое свидетельство того, что клеточное старение может развиться в течение нескольких часов после повреждения ткани, что это может произойти из-за геморрагического повреждения и что появившиеся стареющие клетки в этом случае не причинят вреда.

Старение клеток, как известно, вызывается клеточным стрессом, таким как повреждение ДНК, активация онкогенов, дисфункция митохондрий и окислительный стресс, нездоровое накопление активных форм кислорода, которое способствует ряду заболеваний, таких как сердечные заболевания, и фактор нормального старения. На самом деле, между серьезными травмами и старением есть параллели, особенно тот факт, что митохондриальная функция — производство энергии клеткой — снижается в обоих случаях, говорит Раджу.

«С возрастом наши клетки постепенно перестают делиться, они экспрессируют определенные маркеры, они секретируют определенные белки, такие как цитокины, и это состояние остановки пролиферации клеток в условиях стресса — это старение», — говорит Раджу. Старение — важная функция на протяжении всей жизни, которая начинается с момента развития, когда принимаются бесконечные решения о том, какие клетки оставить, а какие уничтожить или, по крайней мере, успокоить, и продолжается на протяжении всей жизни как часть повседневной клеточной активности.

Хотя это и не само собой разумеющееся, старение может быть смертным приговором для клеток, которые начинают секретировать факторы, называемые SASP, которые привлекают внимание иммунной системы, поэтому клетка может быть помечена для уничтожения иммунными клетками, называемыми макрофагами, которые находят и потреблять их.

Но это также может сделать клетки гораздо менее уязвимыми для запрограммированной гибели клеток или апоптоза, который клетки могут инициировать, когда они имеют непоправимые повреждения, например, в результате резкой потери крови и кислорода, — говорит Раджу. «Апоптоз — это самоубийство против убийства», — говорит он. И старение, по-видимому, позволяет клеткам выбирать более низкое функциональное состояние вместо смерти.

По его словам, это состояние «корточки», которое быстро последовало за геморрагическим шоком, может позволить клеткам печени выжить до тех пор, пока не пройдет дефицит крови, кислорода и питательных веществ, но какая часть клеток переключается в этот режим и будет ли предположил, что они могут изменить состояние неизвестности, которую он хочет преследовать. Команда Раджу задокументировала апоптоз некоторых клеток печени в ответ на геморрагический шок.

«Я хочу посмотреть, сохраняются ли эти стареющие клетки или умирают», — говорит Раджу. Он также хочет знать влияние использования препаратов, подавляющих стареющие клетки, до травмы, чтобы дополнительно оценить влияние препаратов и посмотреть, повлияет ли на быстрое появление стареющих клеток.

Они также обнаружили повышенные уровни SASP или маркеров секреторного фенотипа, связанных со старением, таких как факторы роста и ферменты, расщепляющие белки и пептиды, секретируемые в больших количествах стареющими клетками, как и в печени старых крыс. . SASP могут быть хорошими и плохими, вызывая такие проблемы, как резистентность к инсулину и воспаление, но также способствуя заживлению ран и регенерации тканей. Комплемент SASP может варьироваться в зависимости от того, что привело клетку к старению, и от типа клетки. Например, наблюдался рост количества белков, которые могут остановить клеточный цикл, и медиаторов повреждения ДНК, которые, как известно, имеют решающее значение для клеточного старения, наряду с другими.

Хотя многие из наших клеток обычно не делятся активно, у них есть такой потенциал, — говорит Раджу. Деление клеток важно для замещения клеток с высоким оборотом в таких областях, как кишечник и кожа, а также для обеспечения заживления ран, но даже эта скорость замедляется с возрастом.

Помимо того факта, что старение может препятствовать быстрому делению раковых клеток, оно широко считается вредом для здоровья при старении. Ученые MCG подозревали, что клетки печени, демонстрирующие признаки старения, тоже будут плохими, и что их убийство может помочь пациентам, как это, по-видимому, происходит при старении, говорит Раджу. Но вместо этого они обнаружили, что старение — это не плохо и может быть даже хорошо после травмы. Фактически, клетки могут даже зажить в этом загнанном состоянии.

Раджу заинтересовался старением из-за его интереса к травмам, которые могут случиться на протяжении всей жизни. Но есть определенные тенденции, согласно которым скорость выздоровления с возрастом снижается, — говорит Раджу, который хотел бы помочь изменить это.

«Уровень выживаемости значительно снижается по мере того, как мы достигаем среднего возраста», — говорит он. Средний возраст начинается примерно с 40 лет, и чуть менее 50% американцев попадают в эту категорию, согласно исследованию Брукингского института данных Бюро переписи населения США за 2019 год.

Печень, которая обладает уникальной способностью к регенерации в случае травмы или болезни, вызвала его интерес, потому что некоторые думали, что вы можете как вызвать, так и обратить вспять старение в этом упругом органе.

Хотя он говорит, что нельзя обобщать, что то, что происходит в одной ткани, например, в печени, будет происходить в другом органе, Раджу ожидает, что нечто подобное произойдет в других органах перед лицом серьезной травмы. Сохраняется ли очевидный положительный эффект старения в ответ на травму в более старшем возрасте, когда восстановление после травмы снижается, — это еще один вопрос, на который они хотят ответить.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *