Старение и дегенерация тканей: виноваты дефекты энергетического обмена в стволовых клетках?

Дегенерация тканей, связанная со старением, может быть вызвана дисфункцией митохондрий в тканевых стволовых клетках. Исследовательская группа профессора Ану Суомалайнен Вартиоваара из Хельсинкского университета вместе с коллегами из Института биологии старения Общества Макса Планка, Каролинского института и Университета Висконсина 3 января сообщила в журнале Cell Metabolism о результатах изучения механизмов старения.

Стволовые клетки — это «запчасти» для тканей, они поддерживают и восстанавливают ткани в течение жизни. Они мультипотентны и могут производить различные типы клеток: от клеток крови до нейронов и клеток кожи. Митохондрии — это клеточный двигатель: они преобразуют энергию питательных веществ в форму, которую клетки могут использовать, и в этом процессе сжигают большую часть вдыхаемого кислорода. Если это «сжигание» неэффективно, двигатель производит «выхлопные газы» — активные формы кислорода (АФК), которые повреждают клеточные структуры, включая геном. Антиоксиданты призваны нейтрализовать эти радикалы.

Ещё в 2004–2005 годах в Швеции и США была создана модель мышей, у которых накапливалось большое количество дефектов митохондриального генома. Это приводило к симптомам преждевременного старения: истончению кожи, поседению волос, облысению, остеопорозу и анемии.

В текущей публикации учёный Кати Ахлквист из группы профессора Суомалайнен Вартиоваара показала, что эти симптомы частично объясняются дисфункцией стволовых клеток. Их количество не уменьшалось, но их функция изменялась: клетки-потомки в крови и нервной системе были дисфункциональными. Исследователи также обнаружили, что эти дефекты можно частично предотвратить ранним лечением антиоксидантами.

«Это говорит о том, что активные формы кислорода могут регулировать функцию стволовых клеток и что эти клетки очень восприимчивы к митохондриальной дисфункции. Эти выводы также могут быть важны для понимания механизмов митохондриальных заболеваний», — говорит профессор Суомалайнен Вартиоваара.

Результаты стали прорывом в раскрытии неожиданной важности энергетического метаболизма в регуляции функции стволовых клеток и поддержании тканей. Эти находки углубляют понимание механизмов возрастной дегенерации.