Дослідники з Медичної Школи Стенфордського Університету (Stanford University School of Medicine. США) розробили новий метод, що дозволяє швидко і ефективно збільшити довжину теломер - кінцевих ділянок хромосом, які виконують захисну функцію і пов'язані зі старінням організму і розвитком вікових захворювань.
Теломери є кінцеві ділянки хромосом. У молодому віці довжина теломер становить близько 8-10 тис. Нуклеотидів. З кожним клітинним поділом кінцеві ділянки коротшають, однак, при досягненні критичної довжини, клітини припиняють ділитися або гинуть.
Для подовження теломер дослідники використовували модифіковану мРНК (молекулу, яка транслює інформацію від ДНК в рибосоми - клітинні органели, які синтезують білки). Модифікована РНК містила кодують послідовності білка TERT - активного компонента ферменту теломерази - це дозволяло експресувати теломерази, яка подовжувала кінці хромосом. Теломераза експресується в активно діляться клітинах, наприклад, стовбурових або статевих - в тому числі і тих, які дають початок розвитку сперматозоїдів і яйцеклітин, для забезпечення схоронності клітин в належному стані для наступних поколінь. Активно діляться клітини ракових пухлин також мають теломеразной активністю. Однак більшість інших типів клітин експресують теломеразу на дуже низькому рівні.
Тимчасовий ефект як перевага
Новий підхід має значну перевагу над іншими потенційними методами: його ефект тимчасовий. Модифікована РНК створена таким чином, щоб пригнічувати імунну відповідь клітин на її вплив, це дозволяє мРНК, що кодує послідовність TERT, залишатися в клітці трохи довше, ніж могла б немодифіковані молекула. Однак ефект пропадає приблизно через 48 годин. Тільки що подовжені теломери знову починають прогресивно зменшуватися з кожним клітинним поділом. Тобто, з біологічної точки зору це означає, що оброблені клітини не будуть ділитися нескінченно, що зробило б занадто небезпечним їх використання в лікуванні людини через ризик розвитку раку.
Дослідники встановили, що всього лише три введення модифікованої мРНК протягом декількох днів може значно збільшити довжину теломер в культурі м'язових клітин і клітин шкіри людини. Подовження теломери на 1000 нуклеотидів відповідає збільшенню її довжини більш ніж на 10%. Клітини, що отримали модифіковану мРНК, ділилися набагато більше число раз, ніж необроблені клітини.
Потенціал використання терапії
«Новий підхід прокладає дорогу до запобігання або лікування вікових захворювань. Крім того, з укороченням теломер пов'язані деякі генетично обумовлені відхилення розумового розвитку, на які також можна буде впливати за допомогою запропонованого методу ». - каже Блау.
Блау і її колеги зацікавилися теломерами, коли в ході попередньої роботи в їх лабораторії було показано, що стовбурові клітини м'язової тканини у хлопчиків, які страждають миодистрофией Дюшенна. несуть хромосоми, теломери яких значно коротше, ніж у здорових хлопчиків. Це відкриття не тільки допомогло пояснити функціонування або нефункціонування клітин в процесі будівництва нових м'язів, але і пояснити обмежену здатність до зростання уражених клітин в лабораторних умовах.
Тепер дослідники перевіряють нову методику на інших типах клітин.
«Ми намагаємося більше дізнатися про відмінності різних типів клітин і тому, як можна подолати ці відмінності, щоб більш універсально використовувати наш підхід». - пояснює Блау.
«Одного разу стане можливим дістатися і до стовбурових клітин м'язової тканини у пацієнтів з миодистрофией Дюшенна, щоб, наприклад, подовжити їх теломери. Метод також може знайти застосування в лікуванні факторів старіння, таких як діабет або хвороби серця ». - розповідає дослідник.
