Механизъм за подмладяване не позволява на клетките на миши ембриони да стареят

Доскоро експерти твърдяха, че зародишните клетки са вечно млади и не стареят. Необяснимо как, но според тях те остават защитени срещу хода на времето. По-нови изследвания опровергаха твърдението, след като разкриха, че все пак яйцеклетките и сперматозоидите имат признаци на стареене. Днес се лансира идеята, че те всъщност стареят и се променят, но в определен момент след зачеването те зануляват своята възраст и елиминират всички настъпили увреждания.

Хората остаряват. Остаряват и човешките клетки. Защо тогава нашето поколение не наследява тези промени? С други думи защо детето не старее, преди да се роди, още в утробата? Мистерия, която още търси своя отговор.

Юкико Ямашита, биолог по човешко развитие към Масачузетския технологичен институт, споделя: „Когато се роди бебе, то не наследява възрастта на родителите си, неговите клетки не наследяват стареещите им клетки. Поради някаква причина, бебето стартира от нула.

Теорията за подмладяването

Теорията за „подмладяването“ на ембрионите е подкрепена с ново изследване върху миши първични полови клетки. Те сякаш връщат назад биологичния си часовник, докато се намират в един от ранните етапи на ембрионално развитие. Механизмът за подмладяване се отключва в момента, в който ембрионът се закрепи за матката*, като го връща в най-младата му биологична възраст, стартирайки от 0.

Заключенията на учените са публикувани на 25.06.2021 г. в списание „Science Advances“.

Нови възможности за лечение на болести, свързани със стареенето

„Ако бъде разгадан този механизъм, учените ще могат да разработят нови форми на лечение срещу болести, свързани със стареенето като артрит или Паркинсон“, смята Виторио Себастиано, биолог по човешко развитие към медицинското училище на Станфордския университет. Някои от клетките при такива заболявания губят своите функции вследствие на увреждане. Връщането им към начална точка, или тяхното подмладяване, би могло да предотврати щетите, които в противен начин ще нанесат на човека.

Ролята на молекулярния (генен) часовник

Вадим Гладишев, биохимик и генетик, който участва в проучвания, свързани със стареенето, в Харвардското медицинско училище и болница „Brigham and Women“ в Бостън, както и някои негови колеги, използват молекулярен (генен) часовник, за да изчислят предполагаемата ориентировъчна възраст на миши ембриони в ранния етап от развитието им. Този вид часовници измерва и отчита епигенетичните промени – химичните групи в ДНК, които се разрастват със стареенето на клетките или когато те са изложени на вредно влияние. Въпросните групи могат да променят активността на гените, но не и информацията, която те носят.

5-10 дни след оплождането биологичната възраст на ембриона пада до нула

Учените изследват биологичната възраст, която се отнася до функцията и здравето на клетките, и я съпоставят с хронологичната, която се изчислява в години. Епигенетичните промени разкриват, че възрастта на мишите ембриони се запазва една и съща през първите фази на клетъчно делене, непосредствено след оплождането. 6,5 – 7,5 дни след началото на тяхното развитие, когато ембрионите вече са закрепени за матката, средната биологична възраст рязко спада – знак, че клетките се подмладяват. Средно между 4,5 и 10,5 ден от оплождането ембрионите стигат до нулева възраст. Все още не е установен точният момент, когато настъпва промяната, но оттам нататък биологичната възраст на ембрионите започва да расте.

Тъй като проучванията върху човешки ембриони в най-ранна фаза на развитие са забранени, експертите не могат да направят съпоставка. Твърди се, че и при тях протичат сходни процеси, тъй като макар и в малко по-напреднала фаза от своето развитие, при някои също не се наблюдава стареене.

Виторио Себастиано заключава: „Проучването е само началото. То поставя много нови въпроси, но това е повече от хубаво. Тепърва ще разсъждаваме за вида механизъм, който занулява възрастта на клетките, за наличието на специфични гени, които активират процеса, и дали подмладяването е характерно за всички живи същества.

Ямашита предупреждава, че към новата теория трябва да се подходи предпазливо. Напълно възможно е епигенетичните промени да са само една от причините за случващото се. Друг фактор, който е свързан с биологичната възраст на клетките, е дали те имат многобройни копия от някои специфични гени. Молекулярният часовник, който измерва тези промени, може да се окаже недостатъчно прецизен.

* Csaba Kerepesi, Bohan Zhang, Vadim N. Gladyshev. "Epigenetic clocks reveal a rejuvenation event during embryogenesis followed by aging". Science Advances. 2021.