Обнаружен штрихкод, измеряющий старение крови после 50 лет.

У каждого второго человека в мире разовьется заболевание, связанное с кровью. В первую очередь это будут сердечно-сосудистые заболевания, а также рак и дефицит иммунной системы. Это расчеты молекулярного биолога Ларса Велтена , который работает в Центре геномной регуляции в Барселоне и пытается разгадать множество загадок, которые все еще существуют относительно того, как кровь меняется с возрастом и почему некоторые люди будут страдать от этих опасных для жизни заболеваний, а другие — нет.

Вельтен вместе со своим коллегой Алехо Родригесом-Фратичелли из Института биомедицинских исследований, также расположенного в Барселоне, и другими учеными из Германии, Великобритании и США публикует ключевое открытие: открытие биохимического маркера в клетках крови, который измеряет старение этой жидкости и может стать воротами к терапии, направленной на лечение старения. Открытие опубликовано в эту среду в журнале Nature , являющемся эталоном лучшей науки в мире.

Ученые проанализировали кровь лабораторных мышей и дюжины людей в возрасте от 23 до 77 лет. Они обнаружили, что новый маркер начинает появляться после 50 лет, а к 60 годам он становится «универсальным» и «неизбежным», по словам Родригес-Фратичелли.

У молодого человека около 100 000 стволовых клеток крови. Каждый из них представляет собой клон, способный дать начало сотням миллиардов взрослых потомков: эритроцитов, тромбоцитов, лимфоцитов и других агентов иммунной системы. Исследователи хотели узнать точное происхождение этих клеток. Для этого они разработали новую систему — EPI-Clone — для считывания их «штрихкода», который записан не в геноме клетки, а на ней. Это эпигенетическое изменение, называемое метилированием, которое превращает аденин (А), одну из четырех химических букв ДНК, в цитозин (С). Эта метка передается по наследству из поколения в поколение и позволяет нам определить, к какому клону относится каждая клетка крови. Родригес-Фратичелли сравнивает это с «фамилиями», которые позволяют нам вернуться назад по генеалогическому древу.

Результаты исследования показывают, что после 60 лет генетическое разнообразие клонов в крови резко снижается и составляет всего несколько десятков. Эти стволовые клетки по-прежнему способны генерировать миллиарды взрослых клеток, но их генетическое разнообразие значительно ниже, что может быть связано с развитием возрастных заболеваний.

«Мы наблюдали эту закономерность у 10 из 10 человек старше 50 лет, которых мы проанализировали», — объясняет Вельтен этой газете. «По всей вероятности, мы сталкиваемся с универсальным явлением», — добавляет он.

Исследование показывает, что преобладающие клоны в пожилом возрасте имеют большую тенденцию к преобразованию в миелоидные клетки. С одной стороны, они необходимы для выработки красных и белых кровяных телец, но с другой стороны, они могут способствовать развитию хронического воспаления. Авторы предполагают, что эти стареющие клоны могут способствовать развитию сердечно-сосудистых заболеваний, рака, инсульта и даже болезни Альцгеймера. Предварительные исследования на мышах показывают, что очищение крови от этих клонов может омолодить кровеносную и иммунную системы.

Исследование открывает новый способ изучения старения и разработки методов лечения, которые избирательно уничтожают потенциально вредные клетки.

До сих пор единственным способом изучения старения клеток в тканях было изучение мутаций, возникающих в ДНК. Это очень надежный метод, но дорогой и трудоемкий, поскольку каждая клетка имеет геном из примерно 3 миллиардов химических букв (TCAGG...), которые необходимо прочитать. Ответственные за новое исследование признают, что их новый метод пока нежизнеспособен, поскольку его стоимость составляет около 5000 евро на пациента. Однако они считают, что его проще использовать, и его цена может быстро снизиться, и он станет недорогим методом ранней диагностики.

Молекулярный биолог Иньиго Мартинкорена — один из мировых лидеров в изучении генетических мутаций , которые могут предсказывать рак . Это ошибки в геноме, которые экспоненциально увеличивают вероятность развития опухолей. Исследователь, не принимавший участия в исследовании, подчеркивает его важность. «Это новый и очень полезный инструмент для изучения клональной экспансии в процессе старения», — сказал он этой газете. «По мере того, как мы стареем, каждая клетка нашего тела накапливает около 1000 мутаций , но в то же время происходит гораздо больше эпигенетических изменений метилирования — вероятно, десятки тысяч. Одним из результатов этого процесса является рак, но то, что мы увидели за последнее десятилетие, заключается в том, что этот процесс широко распространен во многих тканях при отсутствии рака, и считается, что он, вероятно, способствует многим хроническим заболеваниям. Эта работа искусно демонстрирует, что эпигенетические метки можно использовать в качестве точного и доступного штрихкода для изучения этих клонов и наблюдения за тем, как они меняются по частоте с возрастом и какова их связь с болезнью», — добавляет он.

Один из первых вопросов, на который теперь предстоит ответить, — работает ли новый инструмент и в других тканях, помимо крови. «Как и в случае любого нового исследования, обещания перевешивают ограничения», — объясняет Иньяки Мартин-Суберо , эксперт по эпигенетике из Исследовательского института IDIBAPS, в заявлении на веб-сайте SMC Spain. «Эта работа прокладывает путь другим исследователям в различных областях биомедицины. На данный момент клинические применения не планируются, но ее исследовательский потенциал огромен», — добавляет он.