О бессмертии стволовых клеток

Стволовые клетки считаются бессмертными в культуре и поэтому представляют большой интерес для исследований старения. Это бессмертие регулируется повышенной протеостазой, которая контролирует качество белков. Группа исследователей под руководством Давида Вильчеса из Центра передового опыта CECAD Кёльнского университета обнаружила связь между повышенной протеостазой и бессмертием человеческих эмбриональных стволовых клеток. Их результаты опубликованы в онлайн-журнале Scientific Reports.

Человеческие эмбриональные стволовые клетки считаются бессмертными: они не стареют, могут бесконечно размножаться и формировать любую ткань организма. Они не накапливают повреждённые белки, связанные с такими заболеваниями, как Альцгеймер или Хантингтон. Поэтому они особенно интересны для исследований старения. Один из механизмов бессмертия — «система утилизации мусора», известная как протеасома, ключевой узел сети протеостаза.

Ключевую роль в системе протеасомы играют так называемые E3-убиквитинлигазы. Эти ферменты маркируют белки для деградации, чтобы поддерживать клетки в здоровом состоянии. «Это как наклеить на них этикетку и пометить те, которые не функционируют», — объясняет Исабель Саэс Мартинес из CECAD, ведущий автор статьи. «Мы систематически проанализировали более 600 белков и сузили список до 30 E3-лигаз, представляющих особый интерес».

После обнаружения этих лигаз их уровни были подавлены с помощью метода редактирования генома CRISPR и подходов RNAi. Авторы с удивлением не обнаружили фенотипа — стволовые клетки вели себя нормально. «Это может быть связано с избыточностью белков», — добавляет Исабель Саэс Мартинес. С другой стороны, они обнаружили, что глобальное снижение протеолитической активности влияет на многие внутренние характеристики эмбриональных стволовых клеток, устанавливая связь между бессмертием и повышенной деградацией белков. На следующих этапах следует изучить влияние этих протеаз на процесс старения и их партнёров по взаимодействию.

Поскольку накопление повреждённых белков связано со многими нейродегенеративными заболеваниями, лучшее понимание процессов функционирования стволовых клеток и протеостаза может привести к улучшению лечения этих болезней. «Даже если мы создадим плюрипотентные стволовые клетки пациентов с этими заболеваниями, в них не будет токсичных белков. Это даёт нам надежду на лечение этих болезней после дальнейших исследований», — говорит Давид Вильчес.

Статья была опубликована онлайн в Nature Scientific Reports.