Внутри каждого из нас обитают особые клетки, которые ученые образно называют «зомби». Эти клетки не мертвы, но и не функционируют как полноценные живые. Они утратили способность к делению, однако сохраняют активность и, что особенно важно, могут передавать свое «зомби-состояние» соседним здоровым клеткам, запуская цепную реакцию. Накопление таких клеток в организме связывают с повышенным риском развития ряда возрастных заболеваний, включая рак и атеросклероз. В научном мире активно ведутся поиски способов избавления от этих клеток, однако важно понимать, что они выполняют и ряд жизненно важных функций.
Что такое клетки-«зомби» и откуда они берутся?
В биологии эти клетки известны как сенесцентные, или стареющие. Их ключевая особенность — неспособность делиться, несмотря на изначально заложенную такую возможность. Это состояние обычно возникает как ответ на необратимые повреждения ДНК, вызванные мутациями, ошибками копирования или внешними факторами вроде ультрафиолетового излучения. Столкнувшись с критическими повреждениями, клетка «выходит из игры», прекращая деление, чтобы не передавать ошибки потомству. При этом она посылает сигналы иммунной системе, выделяя провоспалительные молекулы.
Интересно, что превращение в «зомби» — это не всегда случайная поломка, а часто запрограммированный защитный механизм. Например, если клетка получает сигналы, указывающие на потенциальный риск стать раковой (как в случае с активным делением клеток в родинке), она сознательно «стареет», блокируя неконтролируемый рост и предотвращая развитие опухоли. Таким образом, сенесценция — это своего рода аварийный тормоз для клеток, вышедших из-под контроля.
Типы и роль клеточного старения
Ученые выделяют несколько основных путей, ведущих клетку к состоянию «зомби»:
Репликативное старение. Связано с естественным укорочением теломер — защитных «колпачков» на концах хромосом. После определенного числа делений (предел Хейфлика) клетка перестает делиться. Это особенно характерно для человека и других крупных животных.
Старение, вызванное стрессом. Повреждения ДНК от ультрафиолета, радиации или агрессивных химических соединений (активных форм кислорода) могут запустить программу сенесценции.
Онкогенное старение. Активация генов, связанных с развитием рака (онкогенов), заставляет клетку «постареть», чтобы предотвратить злокачественное перерождение.
Старение в эмбриональном развитии. Этот механизм регулирует рост тканей у эмбриона и даже помогает удалять ненужные структуры, например, хвост.
Таким образом, сенесцентные клетки — неотъемлемая часть нашей биологии, выполняющая защитную и регуляторную функции.
Двойственная природа: польза и вред «зомби»
С одной стороны, эти клетки — наши союзники в борьбе с раком. Эксперименты на генетически модифицированных животных показали, что отключение механизмов старения (например, гена p16) неминуемо приводит к развитию опухолей. Кроме того, «зомби» участвуют в заживлении ран, регенерации тканей и даже могут повышать выработку инсулина клетками поджелудочной железы.
С другой стороны, с возрастом количество сенесцентных клеток в организме растет, и их негативное влияние начинает преобладать. Главная проблема — они выделяют большое количество провоспалительных сигнальных молекул, таких как интерлейкин-6. Это создает в тканях состояние хронического «тлеющего» воспаления, хотя реальной инфекции нет. Такое воспаление повреждает соседние здоровые клетки, ускоряет их старение и является ключевым фактором развития возрастных болезней: артрита, атеросклероза, деменции, фиброза органов и даже депрессии. Уровень системного воспаления считается надежным прогностическим маркером продолжительности жизни.
Научные доказательства и эксперименты
Существование и влияние сенесцентных клеток подтверждено рядом экспериментов. Например, при введении смеси предраковых и стареющих клеток мышам риск развития опухолей резко возрастал по сравнению с введением смеси предраковых и нормальных клеток. Это доказывает, что микроокружение, в том числе соседние «зомби», влияет на судьбу потенциально раковых клеток.
Другие опыты показали, что трансплантация даже небольшого количества стареющих клеток молодым мышам вызывала у них симптомы преждевременного старения: слабость, снижение активности, фиброз тканей. Ученые подсчитали, что наличие всего одной сенесцентной клетки на 10 000 нормальных может увеличивать риск смерти в пять раз.
Сенолитики: лекарства против «зомби»
Сегодня главная надежда в борьбе с вредными «зомби» — это сенолитики, препараты, способные избирательно уничтожать стареющие клетки. Наиболее изученная комбинация — противораковый препарат дазатиниб и растительный флавоноид кверцетин. Исследования на мышах показали, что такой курс лечения не только уничтожает сенесцентные клетки, но и увеличивает продолжительность жизни грызунов на 36%, улучшает их физическую форму и когнитивные функции, а также ускоряет восстановление после сердечных приступов.
Механизм действия сенолитиков часто связан с отменой «запрета на самоубийство» в стареющих клетках. Например, кверцетин подавляет белки, которые заставляют поврежденную клетку цепляться за жизнь, что приводит к ее запрограммированной гибели.
Помимо этой комбинации, исследуются и другие вещества, такие как физетин (содержится в клубнике, огурцах, луке) и навитоклакс. Однако важно понимать, что эффективность на мышах не гарантирует такого же результата у людей. Клинические исследования на человеке пока немногочисленны и требуют времени.
«Зомби» в мозге и будущее терапии
Особая проблема — сенесцентные клетки в мозге, где нейроны не делятся. Стареющие нейроны и поддерживающие их астроциты также выделяют воспалительные молекулы, способствуя развитию нейродегенеративных заболеваний, таких как Альцгеймер и Паркинсон. Эксперименты показывают, что сенолитическая терапия может избирательно удалять такие проблемные клетки в мозге мышей, улучшая когнитивные функции.
Ученые сходятся во мнении, что старение — многогранный процесс, и борьба только с «зомби» не станет панацеей. Наиболее перспективным выглядит комбинированный подход, который будет включать удаление сенесцентных клеток, омоложение тканей с помощью факторов (например, Яманака), восстановление митохондрий и теломер. Именно такие комплексные стратегии, вероятно, позволят в будущем значительно продлить здоровый период жизни человека.
Рекомендации ↗
Больше интересных статей здесь: Наука и техника.
Источник статьи: «Зомби-клетки» внутри нас.