Исследование роли старения органов и иммунитета при болезнях сердца и легких

Сердечно-сосудистые и легочные заболевания тесно связаны. Исследователи из MHH хотят продемонстрировать молекулярные механизмы этой связи и изучить влияние возрастных изменений в сердце, легких и иммунной системе.

Заболевания сердца и нижних дыхательных путей — одни из самых частых причин смерти, особенно у пожилых людей. Эпидемиологические исследования демонстрируют тесную связь между ними, однако о молекулярно-биологических причинах известно мало.

Команда профессора Кристиана Бэра из Института молекулярных и трансляционных терапевтических стратегий Ганноверской медицинской школы (MHH) намерена исследовать механизмы взаимодействия болезней сердца и легких и влияние возрастных изменений.

Сниженная регенерация из-за укорочения теломер

Острое повреждение легких или синдром острой дыхательной недостаточности повышают риск инфаркта. И наоборот, инфаркт или хроническая сердечная недостаточность могут привести к острым проблемам с легкими. Возраст — главный фактор риска для всех болезней органов, а точнее — ослабленный иммунный ответ и сниженная способность к регенерации.

В старости эта способность сильно уменьшается, потому что клетки нашего тела не могут делиться бесконечно. Причина — в теломерах, концах хромосом. С каждым делением клетки теломеры немного укорачиваются. После примерно 50 делений они, образно говоря, изнашиваются, и клетка полностью теряет способность делиться. «Длина теломер — это биологические маркеры возраста», — объясняет профессор Бэр.

Химерные мышиные модели с разным возрастом органов и иммунитета

Исследователи сначала изучат роль старения иммунитета и органов (сердца и легких). Для этого создадут две генетически разные химерные мышиные модели, в которых биологический возраст органов и иммунной системы внутри одного организма будет разным.

• Модель 1: Биологически молодые животные с длинными теломерами получают костный мозг биологически старых животных с укороченными теломерами. В результате у них молодые органы, но искусственно состаренная иммунная система.
• Модель 2: Все наоборот.

Затем ученые проверят, как возраст иммунной системы, сердца и легких влияет на перенесенный инфаркт и повреждение легких. Также они хотят показать, как развивается острое повреждение легких, если сердце уже повреждено инфарктом, и какой ущерб инфаркт наносит ранее поврежденным легким. «В нашем исследовании мы хотим не только экспериментально доказать, что болезни сердца и легких действительно влияют друг на друга, но и детально изучить влияние укорочения и повреждения теломер», — говорит профессор Бэр.

Генная терапия может улучшить регенерацию органов

Исследования также заложат основу для новых методов терапии. В центре внимания — теломераза. Этот ферм защищает концы хромосом от повреждения и укорочения. Благодаря этому клетка сохраняет способность делиться и не стареет. Поэтому теломеразу называют «ферментом бессмертия», и она является предметом антиэйдж-исследований.

«У взрослых этот ферм обычно выключен», — поясняет профессор Бэр. В предыдущих работах ученый уже обнаружил, что реактивация теломеразы помогает против возрастных болезней и защищает сердце. Хотя клетки сердечной мышцы у взрослых больше не делятся, ферм, по-видимому, детоксицирует клетки и тем самым улучшает функцию сердца. «Генная терапия с теломеразой могла бы улучшить регенерацию легких и сердца и тем самым повысить шансы на выживание в старости», — предполагает молекулярный биолог.