Кожа кишит клетками-зомби - одни помогают, другие вредят
По вашей коже ползают зомби. Точнее, клетками кожи зомби. Этот научно-фантастический термин используется для обозначения стареющих клеток кожи, которые отжили свой век, но на самом деле никогда не умирают. В то время как некоторые стареющие клетки могут вызывать такие проблемы, как воспаление и ускорение старения в других частях тела, другие могут помогать иммунной системе заживлять раны.
Теперь мы можем узнать, почему клетки кожи зомби ведут такое двойное агентское существование. Не все стареющие клетки кожи одинаковы. На самом деле существует три подтипа, отличающихся формой, биомаркерами и функциями. Понимание этих различий может помочь ученым бороться с вредными типами клеток, оставляя полезные. Об этом говорится в исследовании, опубликованном 25 апреля в журнале Science Advances.
«Мы знаем, что стареющие клетки кожи отличаются от стареющих иммунных клеток или стареющих мышечных клеток. Но в рамках одного типа клеток стареющие клетки часто считаются одинаковыми - например, клетки кожи либо стареют, либо нет», - говорит Джуд Филлип, соавтор исследования и биомедицинский инженер из Университета Джонса Хопкинса. «Но мы обнаружили, что, когда клетка кожи впадает в старение, или зомбиподобное состояние, она может пойти по одному из трех различных путей, каждый из которых приводит к появлению несколько иного подтипа».
Сравнение клеток кожи
В новом исследовании команда использовала машинное обучение и технологию визуализации для сравнения образцов клеток кожи. Образцы были получены от 50 здоровых доноров в возрасте от 20 до 90 лет, которые участвовали в Балтиморском продольном исследовании старения. Этот проект, финансируемый NIH, является самым продолжительным исследованием старения в США.
Команда исследователей извлекла из кожи клетки, называемые фибробластами. Фибробласты производят внутренний каркас, который придает тканям кожи их структуру. Они подтолкнули фибробласты к старению, повредив их ДНК, что происходит при старении. С возрастом у людей естественным образом накапливаются сенисцентные клетки, поэтому состаренные образцы в лаборатории в итоге содержали смесь здоровых/несенисцентных и сенисцентных фибробластов.
Затем с помощью специализированных красителей были получены изображения форм клеток и окрашены элементы, которые, как известно, указывают на стареющие клетки. Затем алгоритмы, разработанные для исследования, проанализировали изображения, измерили 87 различных физических характеристик каждой клетки и рассортировали фибробласты по группам.
Три типа «клеток-зомби
Они обнаружили, что фибробласты бывают 11 различных форм и размеров. Три из них отличаются от стареющих клеток кожи, и исследователи назвали их C7, C10 и C11. Только один подтип стареющих фибробластов - С10 - был более распространен среди пожилых доноров.
Для более детального изучения подтипов исследователи поместили их в чашки Петри и подвергли воздействию существующих схем лекарственных препаратов, предназначенных для уничтожения клеток-зомби. Каждый подтип по-разному реагировал на воздействие этих препаратов. Например, дазатиниб + кверцетин, препарат, который в настоящее время проходит клинические испытания, наиболее эффективно убивал стареющие фибробласты C7. В то же время дазатиниб + кверцетинбут более ограниченно убивал возрастные фибробласты C10.
Хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, какой подтип фибробластов вреден, а какой полезен, полученные результаты показывают, что препараты могут быть направлены на один подтип, а не на другие. Более вредные клетки-зомби могут способствовать развитию болезней, связанных со старением, включая деменцию, сердечно-сосудистые заболевания и диабет.
«Благодаря нашим новым результатам у нас есть готовые инструменты для разработки новых лекарств или терапий, которые будут направлены преимущественно на подтип старения, вызывающий воспаление и болезни, как только он будет идентифицирован», - говорит Филлип.
