Новое лекарство от болезни ДНК замедлит процесс старения

Центральным элементом многих научных исследований в области старения являются крошечные колпачки на концах наших хромосом, называемые теломерами. Эти защитные последовательности ДНК становятся немного короче каждый раз, когда клетка делится, но, вмешиваясь в этот процесс, исследователи надеются однажды отрегулировать процесс старения и вредные последствия для здоровья, которые он может принести.
Гарвардская команда теперь предлагает захватывающий путь вперед, открывая набор маленьких молекул, способных восстанавливать длину теломер у мышей.

Теломеры можно рассматривать как пластиковые наконечники на наших шнурках, которые предотвращают изнашивание ДНК-кода генома и играют важную роль в процессе здорового старения.
Но каждый раз, когда клетки делятся, они становятся немного короче. Эта последовательность повторяется снова и снова, пока клетка больше не может делиться и умирает.

хромосомы

Новое лечение восстановит нормальную функцию ДНК, вернув естественный процесс старения организмов людей и животных.

Этот процесс связан с естественным старением, а так же болезнями, включая редкое генетическое заболевание, называемое дискератоз (dyskeratosis congenita (DC)). Данная болезнь приводит преждевременному старению клеток, и именно на этом команда Гарвардского университета сосредоточила свое внимание, надеясь предложить альтернативы нынешнему лечению, которое включает в себя трансплантации костного мозга высокого риска и которое дает ограниченные преимущества.
Один из способов возникновения врожденного дискератоза — генетические мутации, которые разрушают фермент, называемый теломеразой, который является ключом к поддержанию структурной целостности крышек теломер. По этой причине исследователи работали над теломеразой на протяжении десятилетий, в надежде найти способы замедлить или даже обратить вспять последствия старения и таких заболеваний, как врожденный дискератоз.

«Как только человеческая теломераза была идентифицирована, появилось много биотехнологических стартапов, много инвестиций», — говорит Сунит Агарвал из Бостонской детской больницы, старший исследователь нового исследования. «Но это не сработало. На рынке нет лекарств, и компании приходят и уходят».

Агарвал изучал биологию теломеразы в течение последнего десятилетия и еще в 2015 году он и его команда открыли ген под названием PARN, который играет важную роль в действии фермента теломераза.
Этот ген обычно обрабатывает и стабилизирует важный компонент теломеразы, называемый TERC, но когда он мутирует, это приводит к меньшему количеству продуцируемого фермента и, в свою очередь, теломеры преждевременно укорачиваются.

Для нового исследования исследователи из Гарварда отобрали более 100000 известных химических веществ в поисках соединений, которые могли бы сохранить здоровую функцию PARN. Это привело их к небольшой группе, которая, казалось, была способна сделать это путем ингибирования фермента, называемого PAPD5, который служит для распада PARN и дестабилизации TERC.

«Мы думали, что если мы нацелимся на PAPD5, мы сможем защитить TERC и восстановить надлежащий баланс теломеразы», — говорит Неха Нагпал из Гарвардской медицинской школы, первый автор новой статьи.

Эти химические вещества были испытаны на стволовых клетках в лаборатории, изготовленной из клеток пациентов с врожденным дискератозом. Полученные соединения повысили уровни TERC в этих стволовых клетках и восстановили теломеры до их нормальной длины.  Команда ученых действительно хотела проверить безопасность и посмотреть, может ли лечение точно нацелить стволовые клетки, содержащие правильные ингредиенты для образования теломеразы.

В частности, биологи хотели убедиться, можно ли этого достичь, если бы ингибирующие PAPD5 препараты распознавали и реагировали на другой важный компонент теломеразы — молекулу TERT. Для этого в следующем раунде экспериментов команда использовала стволовые клетки крови человека и инициировала мутации в гене PARN, которые вызывают врожденный дискератоз. Затем их имплантировали мышам, которых лечили соединениями, и команда нашла, что лечение усилило TERC, оно восстанавливало длину теломер в стволовых клетках и не оказывало вредного воздействия на грызунов.

«Это дало надежду, что данный способ лечения может стать клиническим», — говорит Нагпал.

Теперь команда продолжит свою работу, чтобы доказать, что эти небольшие молекулы являются безопасным и эффективным способом применения тормозов при врожденном дискератозе, других заболеваниях и, возможно, старение в более широком смысле.

«Мы предполагаем, что это новый класс пероральных лекарств, предназначенных для стволовых клеток по всему организму», — говорит Агарвал. «Мы ожидаем, что восстановление теломер в стволовых клетках увеличит способность тканей к регенерации в крови, легких и других органах, пораженных ДК и другими заболеваниями».

Исследование было опубликовано в журнале Cell Stem Cell.

Источник: Бостонская детская больница при Гарвардском университете.

(Visited 1 times, 1 visits today)

Геннадий

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *