Нове дослідження відкриває нові підходи до запобігання хронічному запаленню, викликаному старінням і «зомбі-клітинами». У людей та інших багатоклітинних організмів клітини розмножуються — цей фундаментальний процес забезпечує ріст від ембріона до дорослого стану та підтримує відновлення тканин протягом життя.
Однак деякі фактори можуть порушувати цей цикл, змушуючи клітини переходити в «зомбі-стан», відомий як клітинне старіння (сенесценція). У такому стані клітини залишаються живими, але втрачають здатність ділитися та утворювати нові клітини. Хоча організм може позбуватися цих клітин, з віком вони накопичуються. Згодом імунна система стає менш ефективною в їхньому видаленні, що сприяє процесу старіння.
«Окрім того, що клітини перестають рости та ділитися, ще однією ознакою старіючих клітин є їхня запальна активність — вони виділяють запальні молекули», — пояснив доктор Пітер Адамс, директор і професор Програми з вивчення геному раку та епігенетики в Sanford Burnham Prebys, а також провідний автор дослідження.
Клітини, які активують цей запальний механізм, проявляють так званий секреторний фенотип, асоційований із сенесценцією (SASP). Велика кількість таких клітин, що виділяють запальні молекули, може викликати хронічне запалення в організмі. Це явище, відоме як «інфламейджинг» (inflammaging), пов’язане з багатьма віковими захворюваннями.
Нові відкриття у сфері відновлення ДНК та запалення, пов’язаного зі старінням
Вчені з Sanford Burnham Prebys у співпраці з іншими дослідниками опублікували свої висновки 5 березня 2025 року в журналі Nature Communications. Дослідження показало, що мітохондрії, які живлять клітини, також контролюють здатність білка, що відновлює ДНК, пригнічувати SASP, що може зменшити або відкласти інфламейджинг.
Дослідження на людських клітинах та роль білка p53
Дослідники перевели людські клітини у стан сенесценції, піддаючи їх радіаційному впливу, і встановили, що білок p53 пригнічує SASP та один із його тригерів — утворення цитоплазматичних хроматинових фрагментів (CCF). Ці фрагменти є частками пошкодженої ДНК, які викидаються з ядра клітини в цитоплазму. Наявність ДНК поза ядром може активувати імунну систему та сприяти SASP.
Дослідження на мишах і роль мітохондрій
Щоб перевірити свої висновки, вчені використали препарат, розроблений для активації білка p53 з метою пригнічення пухлин. У старих мишей препарат не зменшив кількість старіючих клітин, але повернув назад запальний профіль, характерний для вікового SASP, потенційно запобігаючи інфламейджингу.
Дослідники також виявили, що старіючі клітини страждають від дисфункції мітохондрій, які є основним джерелом енергії клітин. Стресовані мітохондрії можуть спричиняти утворення CCF і знижувати активність гена, що кодує p53.
«Ми ідентифікували клітинний механізм, який підтримує відновлення ДНК і цілісність геному, водночас пригнічуючи небезпечну запальну активність старіючих клітин, що сприяє віковим захворюванням», — пояснив доктор Карл Міллер, науковий співробітник лабораторії Адамса в Sanford Burnham Prebys і провідний автор дослідження.
«Ми також показали, що цей механізм можна модифікувати за допомогою існуючих препаратів у лабораторних умовах і на мишах, тому в майбутньому може з’явитися можливість розробити лікування, яке активує p53 для підтримки здорового старіння».