Повернуть время вспять: ученые научились возвращать глазам молодость

Ученые сумели сделать невозможное – победить старение организма. Пока что это касается только органов зрения, и повезло лишь подопытным мышам – врачам удалось восстановить поврежденные от глаукомы глаза грызунов.

Этими доблестными учеными, на которых теперь возлагается столько надежд, – труженики Гарвардской медицинской школы. Результаты опытов были опубликованы в начале декабря в журнале Nature. Эта публикация – первое наглядное доказательство того, что сложные ткани можно перепрограммировать на более ранний возраст. Отличных результатов можно добиться, даже работая с такими сложными тканями, как нервные клетки глаза, а самое главное – этот процесс безопасен.

Исследователям удалось не только с успехом поставить старость на паузу, но и добиться восстановления зрения у подопытных грызунов, у которых имелось заболевание сходное с глаукомой, от которой страдают люди. А ведь именно этот опасный недуг считается в мире главной причиной слепоты.

«Эти исследовательские работы демонстрируют, что вполне реально обратить вспять старение тканей организма, в том числе сетчатки, стало возможным восстановить биологическую функцию сложных тканей, и они станут функционировать так же эффективно, как и в молодости», – рассказывает главный автор работы Дэвид Синклер, специалист по вопросам старения, а также профессор генетики Института Блаватника Гарвардской медицинской школы (HMS), и содиректор Центра исследований биологии старения им. Пола Ф. Гленна в HMS.

Исследователи, однако, предупреждают, что опыты еще не завершены окончательно – теперь предстоит воспроизвести результаты еще раз, в том числе с участием различных видов животных, а также повторить эксперимент с участием людей. Но авторы вполне довольны полученными выводами, поскольку выдвинутая концепция нашла подтверждение в реальности, к тому же, полученные материалы можно использовать для разработки методологии лечения возрастных заболеваний.

Синклер уверен: «Если дальнейшие исследования подтвердят эти результаты, это станет важнейшим шагом вперед в лечении болезней глаз, развивающихся к старости, к примеру, глауком. Это важная веха в истории биологии и медицинской терапии болезней в целом».

Препятствия на пути к цели

Разработать генную терапию для изменения возраста клеток у животных удалось Юаньчэн Лу. Это ведущий автор исследования, а также научный сотрудник генетической лаборатории в Гарвардской медицинской школе и бывший докторант в лаборатории Синклера. В основе работы лежит открытие Нобелевского лауреата Шиньи Яманаки, который идентифицировал четыре фактора транскрипции (Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc), которые могут стирать эпигенетические маркеры на клетках и возвращать эти клетки в их примитивное эмбриональное состояние, из которого они могут превратиться в любой другой тип клетки.

В ходе исследований, проведенных на мышах, ученые столкнулись с рядом проблем. Клетки могут возрождаться не только в здоровом состоянии, но и становится опухолями, это влечет определенные риски. К тому же есть опасность того, что клетка будет сброшена до самого примитивного состояния и потеряет свою идентичность.

И все же ученым удалось добиться нужных результатов, они немного изменили подход к проблеме. Лу и его коллеги решили отказаться от гена c-Myc и использовали только оставшиеся три гена Яманака, Oct4, Sox2 и Klf4. Такой подход позволил обратить вспять процесс клеточного старения, и при этом не наблюдалось роста опухолей, а клетки не теряли свою идентичность.

Генная терапия, применяемая для регенерации зрительного нерва

Ученые в ходе опытов сосредоточили свое внимание только на клетках центральной нервной системы, именно она в первую очередь страдает от старения. Способность центральной нервной системы к регенерации быстро снижается сразу после рождения. Исследователей особенно интересовал вопрос, может ли передаваться регенеративная способность, которая есть у молодых животных, взрослым мышам. Для этого они доставили модифицированную комбинацию из трех генов через вирус-помощник AAV в ганглионарные клетки сетчатки взрослых особей мышей, у которых имелись повреждения зрительного нерва.

В ходе научной работы исследователи тесно сотрудничали с профессором неврологии и офтальмологии Бостонской детской больницы Чжиган Хэ. Он занимается изучением вопросов нейрорегенерации зрительного нерва и спинного мозга.

Эксперимент показал: количество сохранившихся ганглионарных клеток сетчатки после травмы увеличилось в два раза, а количество нервных окончаний выросло в пять раз.

«Когда мы только начинали проект, многие из наших коллег сомневались, что он закончится удачно, – признается доктор Лу. – Кроме того, они выказывали опасения, что эти методы будут опасны для использования. Но мы удостоверились, что этот метод лечения безопасен, а самое главное – это может стать революционным этапом в методологии лечении глаз и прочих систем организма, которые теряют свои функции в ходе старения».

Если результаты будут подтверждены в ходе дальнейших исследований на животных, в течение двух лет станет возможным начать клинические испытания на людях с глаукомой. Пока что полученные результаты внушают авторам надежду. Нынешнее исследование лечения с использованием трех генов показало, что отрицательных побочных эффектов нет.

Ссылка на исследование:

Ученые обращают вспять возрастную потерю зрения и повреждение глаз от глаукомы у мышей

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201202114531.htm