Мезенхимальные стволовые клетки (MSC) уже давно считаются многообещающим терапевтическим средством устранения причин остеоартрита и восстановления скелетно-мышечной системы. Однако такая проблема, как накопительный эффект старения при расширении культуры в лаборатории, была всё это время одним из камней преткновения для клинического использования MSC, ведь клеточное старение ухудшает способность стволовых клеток подавлять воспаление и восстанавливать ткани.
Клеточные причины Альцгеймера и остеопороза
Из-за накопления стареющих клеток деградируют белки, ткани теряют функциональность, повышается риск воспаления, и за этим следует дальнейшее старение окружающих клеток и тканей. Кроме того, проблема заключалась в том, что трансплантация собственных или донорских стареющих клеток могла дополнительно обусловить прогрессирование болезни Альцгеймера вместо того, чтобы её вылечить.
Тем временем, у мезенхимальных стволовых клеток человека многообещающий потенциал в области регенерации скелетно-мышечных тканей. Однако, как правило, количество свежевыделенных стволовых клеток ограничено, и перед клиническим использованием необходимо расширить их популяцию в лаборатории до достижения количества клеток, необходимого для трансплантации пациенту. Было продемонстрировано, что продолжительный процесс расширения культуры отрицательно сказывается на регенеративном потенциале взрослых стволовых клеток.
Накопление дисфункциональных стареющих клеток в процессе старения не ограничивается конкретными тканями и типами клеток, а затрагивает весь организм, включая стволовые клетки. Это обуславливает развитие множества возрастных заболеваний, таких как остеоартрит, болезнь Альцгеймера, ожирение, легочный фиброз и хроническая болезнь почек. Аналогичным образом, во время лабораторного размножения культуры стволовые клетки накапливают старение, одновременно теряя свою способность к регенерации.
Накопление старения в лаборатории впервые наблюдалось в 1961 году, когда доктор Фредрик Хейфлик заметил, что фибробласты человека имеют ограниченный период разрастания делением при размножении культуры. Это явление, называемое сенесценцией или репликативным старением, биологически выполняет несколько функций, включая защитный механизм, предотвращающий репликацию поврежденных и/или мутировавших клеток.
Накопление стареющих клеток, без выведения их из организма, является фундаментальным свойством старения и одной из причин остеоартрита, а также влияет на способность человека противостоять стрессу, восстанавливаться после травм и трудиться с максимальной умственной работоспособностью. Получается, что донорские стволовые клетки, расширенные в достаточном количестве для трансплантации, тут же становились непригодными для использования.
А что, если направленно обработать популяции стареющих клеток сенолитиком? Возможно, это даст нам шанс получить клинически эффективные МСК, без непреодолимого препятствия в виде накопления вредного старения? Этим вопросом задавались учёные.
Почему именно сенолитики?
Многочисленные встречающиеся в природе сенолитические агенты воздействуют на антиапоптотические пути, которые, как известно, активируются в стареющих клетках. Это и есть сенолитическая активность. Сенолитик и антиоксидант физетин (он же фисетин), выпускаемый в лекарствах и добавках, способен избирательно воздействовать на стареющие клетки, снижая их вредное воздействие даже у пожилых людей, замедляя прогрессирование онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Альцгеймера, общей слабости.
Из многочисленных открытых к настоящему времени сенолитиков особый интерес представляет физетин из-за его доказанных антиоксидантных, антиканцерогенных, противовоспалительных и апоптотических свойств. Фисетин — это биоактивная молекула флавоноида, содержащаяся во фруктах и овощах, таких как огурец, яблоко, виноград и лук, причем самая высокая концентрация содержится в клубнике.
Одновременно в нескольких сообщениях прослеживалось значительное улучшение показателей продолжительности здоровья после лечения сенолитическими агентами. В частности, группа учёных продемонстрировала, что фисетин замедляет возрастную дегенерацию хрящей и костей у мышей с прогерией. У 70 пожилых мышей, получавших перорально в возрасте 22–24 месяцев физетин в дозе 100 мг/кг в течение 5 дней, наблюдалось снижение количества стареющих клеток в белой жировой ткани. Кроме того, лечение мышей физетином в возрасте 85 недель ощутимо продлило продолжительность их жизни – еще на 3 месяца.
Значение исследования
Так, в лабораторных условиях было показано, что физетин ослабляет старение в нескольких типах клеток и тканей, нивелирует причины остеоартрита; однако ни одно исследование ещё не продемонстрировало его влияние на сенесценцию ADSC — распространенного и легкодоступного источника аутологичных стволовых клеток. У человечества были все основания надеяться, что физетин может повлиять на стволовые клетки жировой ткани человека и уменьшить накопление старения во время размножения культуры.
Чтобы проверить это предположение, американские учёные из Колорадо проанализировали маркеры старения во время размножения первичных стволовых клеток жировой ткани человека (ADSC), обычно используемых в регенеративной медицине. Затем они использовали сенолитический агент физетин, чтобы определить, можно ли уменьшить эти маркеры старения в расширенных популяциях ADSC…
Продолжение следует!
Источник https://academic.oup.com/stmcls/article/41/7/698/7190776
5.0
