Серце старіє не рівномірно: найбільш виражені молекулярні ознаки хронічного запалення та утворення рубцевої тканини можуть зосереджуватися навколо аортального клапана й кореня аорти. Такого висновку дійшли дослідники з лабораторії Джексона (JAX), які детально вивчили серця молодих і старих мишей. Результати опубліковано в журналі Aging Cell.
На відміну від попередніх робіт, що переважно зосереджувалися на серцевому м’язі, науковці дослідили весь орган за допомогою технологій одноклітинної та просторової геноміки. Це дало змогу визначити не лише активність окремих клітин, а й точне розташування змін у тканинах.
Особливу увагу команда приділила макрофагам — імунним клітинам, які регулюють запалення, — та фібробластам, що підтримують сполучну тканину й беруть участь у формуванні рубців. У старих мишей макрофаги демонстрували підвищену активність генів, пов’язаних із запаленням і перебудовою тканин, тоді як у фібробластах виявили молекулярні ознаки, пов’язані з фіброзом.
У зонах із найбільш вираженими змінами також зросла активність генів Ccl8 та Cdkn1a (p21). Перший пов’язаний із запальними сигналами, а другий регулює клітинний цикл і часто асоціюється зі старінням клітин. Дослідники наголошують, що важливу роль відіграє не лише активність окремих генів, а й зміна взаємодії між імунними клітинами та фібробластами.
Неочікуваним результатом стало те, що деякі маркери, які традиційно пов’язують зі старінням клітин, були присутні навіть у молодих серцях. Це означає, що сам факт виявлення таких маркерів ще не доводить, що клітина перейшла у стан клітинного старіння.
Науковці також виявили відмінності між самцями та самками мишей. У старих самців фібробласти демонстрували активність молекулярних шляхів, пов’язаних із фіброзом. У самок зміни частіше стосувалися процесів розвитку серця та виробництва білків. Водночас ці результати описують відмінності в активності генів, а не доводять різницю у функціонуванні серця чи ризику захворювань.
Порівняння з раніше опублікованими даними про людське серце виявило кілька спільних молекулярних програм старіння, зокрема пов’язаних із клітинною відповіддю на стрес. Однак дослідження на мишах поки не пояснює механізмів відмінностей у серцево-судинних захворюваннях між чоловіками та жінками.
Надалі команда планує з’ясувати, як фізична активність, харчування та хвороби впливають на взаємодію макрофагів і фібробластів. Це допоможе відокремити природні вікові зміни від процесів, які можуть підвищувати вразливість серця до захворювань.