Найдена молекула, отвечающая за старение и онкологию

Фантастика, если бы это не было исследованием в серьезном научном журнале Nature. Мышь справа - с подавлением всего одной белковой молекулы интерлейкин, и ее блокировка работает даже в пожилом возрасте. А еще это открытие повлияет на лечение рака. Читайте, как и почему.

Проведенные на мышах исследования показали уменьшение возрастных изменений (начиная с состояния мышечной и жировой тканью и заканчивая метаболизмом и функцией печени), а также существенное увеличение продолжительности жизни (на 22-25%).

Это дает основание предположить, что найден вариант антивозрастной терапии, которая улучшает как качество жизни, так и ее продолжительность. Вдохновляет, что такие впечатляющие результаты были получены на возрастных (по человеческим меркам) особях.

О чем речь?

В пожилом возрасте нарастают признаки старения, которые включают митохондриальную дисфункцию, воспаление и клеточное старение. Важность хронического воспаления для патологий старения все больше признается, а воспаление само по себе является признаком старения. Проще говоря, старение связано с дисфункцией иммунной системы, которая характеризуется иммуностарением.

Предмет исследования

Ученые предположили, что IL-11 может способствовать развитию возрастных патологий и сокращению продолжительности жизни. Эта предпосылка была основана на исследованиях и наблюдении, что уровень IL-11 повышается у пожилых людей во многих тканях. Все чаще признается, что IL-11 играет роль в старении, и сам по себе является отличительном признаком старения.

Используя ряд генетических и фармакологических тестов, ученые проверили гипотезу что передача сигналов IL-11 оказывает негативное влияние на продолжительность здоровья и жизни мышей.

Чтобы подтвердить данные и более глубоко проанализировать возрастные эффекты, изучали молодых (3-месячных) и старых (2-летних) мышей.

1) Подавление активности IL-11

Самки мышей с подавлением активности IL-11:

Важно также оценить влияние подавление IL-11 на функцию печени, метаболизм и утилизацию глюкозы у старых мышей.

Результаты теста толерантности к глюкозе (GTT) и инсулину (ITT) у старых мышей с подавлением активности IL-11 были аналогичны профилям молодых мышей без подавления, тогда как GTT и ITT старых мышей без подавления показали ухудшение.

Масса скелетных мышц была выше как у молодых, так и у старых мышей с подавлением активности IL-11 по сравнению с мышами без подавления.

По сравнению со старыми мышами без подавления IL-11, у старых мышей с подавлением IL-11 были снижены индексы массы печени и содержание триглицеридов. Выработка провоспалительных генов была увеличена у мышей без подавления, но не у старых мышей с подавлением. Длина теломер и содержание митохондриального ДНК в печени, скелетных мышцах были меньше у старых мышей без подавления IL-11.

Длина теломер отражает наш биологический возраст. Короткие теломеры связаны с быстрым старением клеток. Постепенное укорачивание этих участков хромосом является частью процесса старения на клеточном уровне.

Аналогичные изменения по части массы тела, жировой и мышечной массы, показателей хрупкости (тремор, состояние и потеря шерсти), температуры тела были зафиксированы у самцов.

Метаболический клеточный анализ показал, что коэффициент дыхательного обмена (RER) был выше у старых мышей с подавлением IL-11 по сравнению со старыми мышами без подавления. Возобновление кормления после периода голодания приводило к большему увеличению RER у старых мышей с подавлением IL-11, что говорит о лучшей метаболической гибкости.

Хотя старые мыши с подавлением были стройнее и весили меньше, чем контрольные мыши без подавления, они потребляли больше пищи, имея аналогичные показатели двигательной активности.

Саркопения (снижение массы скелетной мускулатуры) наблюдалась в мышцах старых мышей без подавления IL-11, и этот эффект был менее выражен у старых мышей с подавлением, которые демонстрировали большую мышечную массу по сравнению с мышами даже в молодом возрасте.

2) Подавление IL-11 и продолжительность жизни

Продолжительность жизни составила: контрольные мыши - 120,9 недель; мыши с подавлением IL-11 - 151 неделя. Анализ выявил значительное увеличение продолжительности жизни у самок и самцов.

Терапия в “позднем возрасте” (для 75-недельных мышей мужского и женского пола, получавших ежемесячные инъекции анти-IL-11 до смерти) также показало увеличение продолжительности жизни для мышей обоего пола.

В качестве терапии выступало антитело X203 и или контроль иммуноглобулинов.

В начале исследования в экспериментальных группах наблюдалось нарушение метаболизма глюкозы, которое затем улучшалось у получавших терапию мышей.

В начале исследования показатели слабости были слегка увеличены в экспериментальных группах. У неполучавших лечение мышей наблюдалось усиление слабости (тремор и нарушение походки), тогда как у получавших терапию мышей этого не было.

Мышечная масса получавших терапию 100-недельных мышей была выше, чем у контрольных мышей того же возраста, и также выше, чем у более молодых 75-недельных мышей до эксперимента.

Наблюдалось снижение индексированной белой висцеральной жировой ткани и массы печени, а также увеличение индексированной мышечной массы у получавших терапию 100-недельных мышей по сравнению как с контрольной группой того же возраста, так и с 75-недельными мышами.

Фиброз является отличительным признаком старения, а IL-11 оказывает профиброзное действие в клетках человека и мышей. Исследователи количественно оценили фиброз в белой висцеральной жировой ткани, скелетных мышцах и печени старых мышей в экспериментальных группах. Обнаружено уменьшение фиброза тканей в органах мышей, получавших терапию.

У не получавших лечение мышей в возрасте 100 недель наблюдалось истощение теломер и изменение структуры митохондриальной ДНК, чего не наблюдалось у получавших терапию мышей.

Анти-IL-11 терапия у старых самок мышей показала аналогичные результаты. Старые самки мышей, получавшие терапию, теряли массу тела. По окончании исследования получавшие терапию мыши имели меньшую жировую массу и более поджарое тело. В начале эксперимента показатели слабости были одинаковыми у исследуемых групп мышей, и эти показатели не прогрессировали у получавших терапию мышей. Мышечная сила повысилась у получавших терапию самок мышей, а температура тела была слегка повышена.

Главная функция белой жировой ткани — запасание липидов. Кроме того, она обеспечивает теплоизоляцию тела, продуцирует ряд гормонов (эстроген, лептин), а также цитокины, и в последние годы была признана важной частью эндокринной системы.

Для дальнейшего анализа провели объемное исследование тканей.

Более детальное исследование показало, что геном, который в наибольшей степени активируется анти-IL-11, это Ucp1, который важен для развития термогенных «бежевых» адипоцитов в отложениях белой жировой ткани.

Анализ также выявил значительное увеличение показателей, связанных с биогенезом и функцией митохондрий, у мышей, получавших терапию.

Степень влияния подавления IL-11 на продолжительности жизни еще предстоит выяснить, но данные свидетельствуют о том, что проводимая в позднем возрасте терапия увеличивает среднюю продолжительность жизни более чем на 20% у представителей обоих полов.

В экспериментах терапию вводили мышам с 75-недельного возраста (человеческий эквивалент примерно 55-летнему возрасту человека). И еще предстоит выяснить, дает ли введение мышам более старшего возраста аналогичный эффект.

#medtech #biomed #медицина #будущеемедицины #deepmindнейробиология #neurobiology #nature #biotech #biotechnology #биотехнологии #биотехнологии #биотехнология #biohacking #биохакинг #здоровье_и_процветание #долголетие