Нарушение мейоза ускоряет старение: новое исследование на червях C. elegans

Новое исследование на модельном организме (C. elegans) показывает возможный механизм, объясняющий, почему у людей с ранней менопаузой или другими генетическими состояниями, влияющими на репродуктивную систему, повышен риск сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и деменции.

Нарушение процесса мейоза в репродуктивных клетках круглых червей привело к ухудшению их здоровья и активации генетической сигнатуры ускоренного старения, схожей с таковой у стареющих людей. Исследование проведено учёными из Питтсбургского университета и UPMC и опубликовано в Aging Cell.

«Это первое прямое доказательство того, что манипуляции со здоровьем репродуктивных клеток приводят к преждевременному старению и сокращению периода здоровья», — заявила старший автор Арджуманд Гази, Ph.D.

Связь репродуктивной системы и общего здоровья

Хотя влияние старения на фертильность хорошо изучено, исследования последних двух десятилетий показывают, что репродуктивное здоровье, в свою очередь, влияет на старение и общее состояние организма. Для прямой проверки причинно-следственной связи учёные использовали нематоду Caenorhabditis elegans — идеальную модель для изучения старения из-за короткой продолжительности жизни (3 недели) и общих с человеком генетических путей.

Результаты эксперимента

Исследователи изучили мейоз — тип деления клеток, характерный только для клеток-предшественников сперматозоидов и яйцеклеток. Было обнаружено, что животные с мутациями в генах мейоза имели:

• Более короткую продолжительность жизни по сравнению с нормальными особями.
• Преждевременное ухудшение показателей здоровья: подвижности, функции мышц и памяти.
• Признаки нарушения протеостаза (баланса белков внутри клеток) — ключевого процесса при возрастных нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера.

Улучшение протеостаза у червей частично предотвратило потерю продолжительности жизни, что указывает на нарушение белкового гомеостаза как на ключевой механизм связи репродуктивного здоровья и старения.

Генетическая сигнатура ускоренного старения

Анализ экспрессии генов показал, что у мутантов по мейозу на 1-й день взрослой жизни активировались гены, которые у нормальных червей проявляются только на 10-й день.

«В человеческих терминах это похоже на то, как если бы у человека в начале 20-х были физические признаки, физиология и генетическая сигнатура 70-летнего», — объяснила Гази.

Учёные обнаружили сходство генетической сигнатуры мутантов червей с генами стареющих людей, что предполагает универсальность механизмов влияния репродуктивной системы на старение.

Перспективы и дальнейшие исследования

Это открытие создаёт основу для понимания того, как репродуктивная система влияет на старение. Гази планирует сотрудничать с UPMC Magee-Womens Hospital для изучения этого вопроса у пациенток с генетическими заболеваниями, вызывающими крайне преждевременную менопаузу и сопутствующие осложнения (болезни сердца, аутоиммунные расстройства, остеопороз).

Планируется разработать панель возраст-ассоциированных генов для скрининга крови и слюны пациентов. В перспективе эта работа может привести к созданию тестов для раннего выявления нарушений здоровья, вызванных репродуктивными аномалиями, и к разработке новых методов лечения.