Достигнуто понимание механизмов старения

Ученые из Института молекулярной фармакологии им. Лейбница в Берлине приблизились к ответу на вопрос о причинах старения. Впервые показано, что в пожилом возрасте определенная область клетки — эндоплазматический ретикулум (ЭР) — теряет свою окислительную силу. Это приводит к нарушению созревания белков и одновременно к накоплению окислительных повреждений в другой части клетки — цитозоле.

Нарушение равновесия

• В ЭР, в окислительной среде, происходит созревание секретируемых белков (например, инсулина или антител). Ключевую роль играет редокс-гомеостаз, обеспечивающий образование дисульфидных мостиков, стабилизирующих структуру белков.
• Исследование показало, что с возрастом ЭР теряет окислительную силу, что смещает редокс-равновесие. Это снижает способность формировать дисульфидные мостики, и многие белки не могут правильно созреть.
• Одновременно в цитозоле, обычно восстанавливающей среде, наоборот, усиливаются окислительные процессы, что ведет к известному окислительному повреждению белков.
• Доктор Янине Кирштайн: «Это абсолютно ново и помогает понять, почему секреторные белки становятся нестабильны с возрастом. Это может объяснить, почему с годами ослабевает иммунный ответ».

Стресс вызывает те же эффекты, что и старение

• Ученые продемонстрировали, что синтез амилоидных фибрилл (причиняющих вред при болезнях Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона) запускает ту же каскадную реакцию, что и старение, — снижает окислительную силу ЭР.
• Также показано, что амилоиды, синтезированные в одной ткани, негативно влияют на редокс-равновесие в другой ткани того же организма.
• Янине Кирштайн: «Наши выводы интересны не только в контексте старения, но и нейродегенеративных заболеваний».

Методология и перспективы

• В экспериментах использовались нематоды (прозрачные черви) — устоявшаяся модель для изучения старения. С помощью флуоресцентных сенсоров ученые отслеживали изменения окисления в отдельных компартментах клетки в живом организме.
• Данные, полученные на культивируемых клетках человека, полностью соответствовали результатам на нематодах.
• Редокс-равновесие может стать основой для новых биомаркеров для диагностики как старения, так и нейродегенеративных процессов.
• Янине Кирштайн: «Подход вряд ли будет полезен для терапии в настоящее время, но разработка диагностических инструментов вполне возможна».

Исследование опубликовано в журнале EMBO Journal.