С возрастом наши кости истончаются, мы чаще страдаем от переломов и с большей вероятностью возникнут такие заболевания костей, как остеопороз. Один ответственный механизм включает нарушение функции стволовых клеток костного мозга, которые необходимы для поддержания целостности костей. Исследователи из Института биологии старения им. Макса Планка и Кластера передовых исследований старения CECAD при Кельнском университете показали, что снижение функции стволовых клеток при старении происходит из-за изменений в их эпигеноме. Они смогли обратить вспять эти изменения в изолированных стволовых клетках, добавив ацетат. Этот источник молодости эпигенома может стать важным для лечения таких заболеваний, как остеопороз.
В течение некоторого времени исследователи старения рассматривали эпигенетику как причину процессов старения. Эпигенетика рассматривает изменения в генетической информации и хромосомах, которые не изменяют последовательность самих генов, но влияют на их активность. Одна из возможностей - это изменения в белках, называемых гистонами, которые упаковывают ДНК в наших клетках и, таким образом, контролируют доступ к ДНК. Кельнская исследовательская группа Питера Тессарца в настоящее время изучает эпигеном мезенхимальных стволовых клеток . Эти стволовые клетки находятся в костном мозге и могут давать начало различным типам клеток, таким как хрящевые, костные и жировые клетки.
Эпигенетические изменения стареющих стволовых клеток
«Мы хотели знать, почему эти стволовые клетки производят меньше материала для развития и поддержания костей с возрастом, вызывая накопление все большего и большего количества жира в костном мозге. Для этого мы сравнили эпигеном стволовых клеток молодых и старых мышей " , - объясняет Андромачи Поикли, первый автор исследования. «Мы могли видеть, что эпигеном значительно меняется с возрастом. Особенно страдают гены, которые важны для образования костей».
Омоложение эпигенома
Затем исследователи выяснили, можно ли омолодить эпигеном стволовых клеток. Для этого они обработали изолированные стволовые клетки из костного мозга мыши питательным раствором, содержащим ацетат натрия. Клетка превращает ацетат в строительный блок, который ферменты могут прикреплять к гистонам, чтобы увеличить доступ к генам, тем самым повышая их активность. «Это лечение впечатляюще привело к омоложению эпигенома, повышению активности стволовых клеток и увеличению выработки костных клеток», - сказал Поуикли.
Чтобы выяснить, может ли это изменение в эпигеноме быть причиной повышенного риска переломов костей или остеопороза у людей в пожилом возрасте, исследователи изучили мезенхимальные стволовые клетки человека, полученные от пациентов после операции на бедре. Клетки пожилых пациентов, которые также страдали остеопорозом, показали те же эпигенетические изменения, которые ранее наблюдались у мышей.
Новый терапевтический подход против остеопороза?
«Ацетат натрия также доступен в качестве пищевой добавки , однако не рекомендуется использовать его в этой форме против остеопороза, поскольку наблюдаемый нами эффект очень специфичен для определенных клеток. Однако уже есть первые опыты лечения остеопороза стволовыми клетками. «Такое лечение ацетатом также могло бы сработать в таком случае. Однако нам все еще необходимо более подробно изучить его влияние на весь организм, чтобы исключить возможные риски и побочные эффекты», - объясняет Питер Тессарц, руководивший исследованием.
