Генетические изменения при старении собак: больше вопрос количества, чем качества

Исследование активности генов в тканях мозга собак показало, что большая часть генов (16 000 из 20 000) активна у всех животных. Около 3 500 генов имели разную активность у молодых и старых собак, при этом менее 100 генов были активны только у старых животных. Это указывает, что генетические изменения, связанные со старением, — это скорее вопрос количества, чем качества. Гены с изменённой активностью участвуют в регуляции других генов, нейроразвитии, активности нейронов и работе иммунной системы. Некоторые гены, важные для нейронных функций, показали паттерн изменений, сходный с человеческим, но отличный от грызунов.

Интерес к собакам как к естественным моделям старения человека растёт, что привело к созданию комплексных исследовательских инициатив, таких как Senior Family Dog Project в Венгрии. Также увеличивается количество доклинических исследований с участием собак-компаньонов для тестирования препаратов против возрастных нарушений или болезней, общих с человеком.

Однако для эффективности таких исследований необходимо обеспечить биологическую сопоставимость (translatability) между собаками и людьми на всех уровнях. Молекулярные механизмы старения мозга собак и связанной с возрастом деменции почти неизвестны, что может мешать трансляционным исследованиям.

«Секвенирование РНК в биологическом образце — мощный инструмент для изучения генетических регуляторных механизмов. Мы использовали эту технику для исследования нейронного старения собак», — сказала Сара Шандор, генетик из Университета Этвёша Лоранда (ELTE).

Венгерская исследовательская группа использовала образцы мозга собак-компаньонов, пожертвованные в Canine Brain and Tissue Bank при ELTE.

• Шесть собак были в возрасте 1–4 года, семь — 14–17 лет. Они представляли восемь пород и метисов.

«Мы использовали биоинформатические анализы для поиска возрастных изменений в генетических механизмах, — сказал Йонас Давид, биоинформатик. — Мы обнаружили, что две возрастные группы чётко разделяются на основе их усреднённого профиля секвенирования».

Это указывает на значительные изменения в активности генов с возрастом, независимо от породы. Лишь одна собака не вписалась в группы: четырёхлетняя немецкая овчарка. Будучи самой старшей в группе молодых и представителем крупной породы с относительно короткой ожидаемой продолжительностью жизни, она, возможно, представляет промежуточное состояние.

При анализе отдельных генов было обнаружено, что 80% из 20 000 собачьих генов активны у каждой особи.

«Поскольку полная активация или инактивация отдельных генов была очень редкой, генетические изменения, связанные со старением, — это больше вопрос количества, чем качества», — отметила Энико Кубиньи, руководитель исследований.

Половина генов с разной активностью была менее активна у старых животных, другая половина — более активна. Это может указывать, что возрастные изменения в регуляции экспрессии генов тонко настроены, а не являются просто следствием геномной дезинтеграции. Гены с изменённой активностью регулируют другие гены, нейроразвитие и иммунную систему. Важнее всего, что некоторые гены, вовлечённые в нейронные функции, показали паттерн изменений, сходный с человеческим, но отличный от грызунов.

Результаты также показали, что биобанкинг — надёжный источник для таких исследований, что в долгосрочной перспективе может помочь сократить потребность в лабораторных моделях на собаках.