В 2005 году исследователи из Калифорнийского университета в Беркли сделали удивительное открытие: создание сиамских близнецов из молодых и старых мышей, с общей кровью и органами, может омолаживать ткани и обращать вспять признаки старения у старых мышей. мышей. Это открытие вызвало шквал исследований о том, может ли кровь ребенка содержать особые белки или молекулы, которые могли бы служить «источником молодости» как для мышей, так и для людей.
Но новое исследование, проведенное той же командой, показывает, что аналогичные эффекты обращения вспять возраста могут быть достигнуты путем простого разбавления плазмы крови старых мышей - молодой крови не требуется.
В ходе исследования команда обнаружила, что замена половины плазмы крови старых мышей смесью физиологического раствора и альбумина, где альбумин просто заменяет белок, утраченный при удалении исходной плазмы крови, имеет тот же эффект. или более сильное омолаживающее воздействие на мозг, печень и мышцы, чем спаривание с молодыми мышами или обмен молодой кровью. Выполнение той же процедуры на молодых мышах не оказало пагубного влияния на их здоровье.
Это открытие смещает доминирующую модель омоложения от молодой крови к преимуществам удаления возрастных и потенциально вредных факторов в старой крови.
"Существуют две основные интерпретации наших первоначальных экспериментов: во-первых, в экспериментах по соединению мышей омоложение было связано с молодой кровью и молодыми белками или факторами, которые уменьшаются с возрастом, но столь же возможная альтернатива что с возрастом у вас повышается уровень определенных белков в крови, которые становятся вредными, и они были удалены или нейтрализованы молодыми партнерами», - сказала Ирина Конбой, профессор биоинженерии Калифорнийского университета в Беркли, которая является первым автором исследования 2005 года. статья о соединении мышей и старший автор нового исследования."Как показывает наша наука, верной оказывается вторая интерпретация. Для омолаживающего эффекта не нужна молодая кровь или факторы, достаточно разбавления старой крови."
У людей состав плазмы крови можно изменить с помощью клинической процедуры, называемой терапевтическим плазмаферезом или плазмаферезом, которая в настоящее время одобрена FDA в США для лечения различных аутоиммунных заболеваний. В настоящее время исследовательская группа завершает клинические испытания, чтобы определить, можно ли использовать модифицированный плазмаферез у людей для улучшения общего состояния здоровья пожилых людей и лечения возрастных заболеваний, включая атрофию мышц, нейродегенерацию, диабет 2 типа и нарушение регуляции иммунитета..
«Я думаю, что людям потребуется некоторое время, чтобы действительно отказаться от идеи, что эта молодая плазма содержит молекулы омоложения или серебряные пули для старения», - сказал Добри Кипров, медицинский директор Apheresis Care Group и соавтор статьи.«Я надеюсь, что наши результаты откроют дверь для дальнейших исследований в области использования плазмафереза - не только для старения, но и для иммуномодуляции».
Исследование опубликовано в Интернете в журнале Aging.
Кнопка молекулярной «перезагрузки»
В начале 2000-х Конбой и ее муж и партнер по исследованиям Майкл Конбой, старший научный сотрудник и преподаватель кафедры биоинженерии Калифорнийского университета в Беркли и соавтор нового исследования, догадывались, что способность нашего тела регенерировать поврежденную ткань остается с нами в старости в виде стволовых клеток, но эти клетки каким-то образом отключаются из-за изменений в нашей биохимии с возрастом.
«У нас была идея, что старение может быть более динамичным, чем думают люди», - сказал Конбой. «Мы думали, что это может быть вызвано преходящим и очень обратимым снижением регенерации, так что, даже если кто-то очень стар, способность строить новые ткани в органах может быть восстановлена до юного уровня путем в основном замены сломанных клеток и тканей. здоровыми, и что эта способность регулируется особыми химическими веществами, которые с возрастом изменяются таким образом, что становятся контрпродуктивными."
После того, как Conboys опубликовали свою новаторскую работу 2005 года, показывающую, что создание сиамских близнецов из старой мыши и молодой мыши обращает вспять многие признаки старения у старой мыши, многие исследователи ухватились за идею, что определенные белки в молодой крови могут быть ключом к раскрытию скрытых способностей организма к регенерации.
Однако в первоначальном отчете и в более позднем исследовании, когда между молодыми и старыми животными производился обмен кровью без физического соединения, у молодых животных проявлялись признаки старения. Эти результаты показали, что молодая кровь, циркулирующая по молодым венам, не может конкурировать со старой кровью.
В результате Conboys выдвинули идею о том, что накопление определенных белков с возрастом является основным ингибитором поддержания и восстановления тканей, и что разбавление этих белков при обмене крови также может быть механизмом, лежащим в основе первоначальных результатов. Если это правда, это предполагает альтернативный, более безопасный путь к успешному клиническому вмешательству: вместо добавления белков из молодой крови, что может нанести вред пациенту, разбавление возрастных белков может быть терапевтическим, а также позволяет увеличить молодые белки путем удаления факторов, которые могли их подавить.
Чтобы проверить эту гипотезу, Конбои и их коллеги придумали провести «нейтральный» обмен кровью. Вместо того, чтобы менять кровь мыши на кровь более молодого или старшего животного, они просто разбавляли плазму крови, заменяя часть плазмы крови животного раствором, содержащим самые основные ингредиенты плазмы: физиологический раствор и белок, называемый альбумином. Альбумин, включенный в раствор, просто пополнял этот обильный белок, который необходим для общего биофизического и биохимического здоровья крови и был потерян при удалении половины плазмы.
«Мы подумали: «Что, если бы у нас была кровь нейтрального возраста, кровь, которая не была ни молодой, ни не старой?», - сказал Майкл Конбой. «Мы произведем обмен с этим и посмотрим, улучшит ли это старое животное. Это будет означать, что, разбавив плохие вещества в старой крови, это сделало животное лучше. И если молодому животному стало хуже, то это означало бы, что разбавление хорошего вещества в молодом животном сделало бы молодое животное хуже."
Обнаружив, что нейтральный обмен крови значительно улучшил здоровье старых мышей, команда провела протеомный анализ плазмы крови животных, чтобы выяснить, как белки в их крови изменились после процедуры. Исследователи провели аналогичный анализ плазмы крови людей, подвергшихся терапевтическому плазмообмену.
Они обнаружили, что процесс плазмафереза действует почти как кнопка молекулярной перезагрузки, снижая концентрации ряда провоспалительных белков, которые становятся повышенными с возрастом, в то же время позволяя более полезным белкам, таким как те, которые способствуют васкуляризации, отскок в больших количествах.
«Некоторые из этих белков представляют особый интерес, и в будущем мы можем рассматривать их как дополнительные терапевтические и лекарственные кандидаты», - сказал Конбой. «Но я бы предостерег от серебряных пуль. Очень маловероятно, что старение можно обратить вспять за счет изменений в каком-либо одном белке. В нашем эксперименте мы обнаружили, что можем выполнить одну относительно простую и одобренную FDA процедуру, которая одновременно изменяет уровни множества белков в правильном направлении».
Терапевтический плазмаферез у людей длится около двух-трех часов и не имеет побочных эффектов или сопровождается легкими побочными эффектами, сказал Кипров, который использует эту процедуру в своей клинической практике. Исследовательская группа собирается провести клинические испытания, чтобы лучше понять, как лучше всего применять терапевтический обмен кровью для лечения возрастных заболеваний человека.