Весьма перспективные эксперименты

Ученым из Нью-Йорка впервые удалось заблокировать процесс старения на уровне целого органа. Профессор Медицинского колледжа им. Эйнштейна Мария Куэрво [Maria Cuervo] и ее группа нашли способ предотвратить возрастное ослабление функций печени. Печень очень старых мышей, на которых был поставлен этот эксперимент, функционирует ничем не хуже печени обычных мышей, достигших среднего возраста.

Надо отметить, что значение этой работы выходит за рамки одного эффектного эксперимента. Она позволила подтвердить одну из моделей клеточного старения, которая интенсивно обсуждается в научной литературе. Эта теория утверждает, что клетки самых различных тканей с возрастом начинают хуже работать из-за того, что постепенно теряют способность избавляться от дефектных биомолекул, иначе говоря, белковых шлаков.

Такие операции осуществляют специализированные внутриклеточные структуры, лизосомы. Это микроскопические пузырьки, заполненные ферментами, которые осуществляют расщепление негодных протеинов и других веществ. Особенно богаты лизосомами клетки печени и почек, которые в первую очередь отвечают за биохимическую очистку организма.

Клетки имеют специальные транспортные системы, осуществляющие доставку подлежащих утилизации молекул к лизосомам. Во многие случаях эти функции осуществляют специализированные протеины, так называемые шапероны. Они химически связываются с неисправными молекулами и транспортируют их к рецепторным белкам, находящимся на внешней поверхности лизосом. 

Профессор Куэрво ранее обнаружила, что с возрастом число таких рецепторов постепенно уменьшается. Поэтому она решила задержать старение печени посредством сохранения прежнего числа рецепторов. Именно это ей и удалось сделать в новой серии экспериментов.

Нью-йоркские ученые создали линию мышей, несущих в своих хромосомах дополнительный ген, кодирующий синтез одного из шапероновых рецепторов. Однако исследователи устроили так, чтобы этот ген активировался только тогда, когда мышам в пищу добавляли определенные примеси. Таким способом экспериментаторы получили возможности запускать и отключать производство шапероновых рецепторов по своему усмотрению. Трансгенным мышам стали давать эти добавки лишь в шестимесячном возрасте, в котором как раз и начинает снижаться эффективность шапероновой траспортировки неисправных молекул к лизосомам.

Результаты этих опытов полностью соответствовали ожиданиям ученых. Оказалось, что печень трансгенных мышей, доживших до 22-26 месяцев, избавляет организм от нежелательных веществ почти ничем не хуже печени их обычных молодых сородичей. В результате теория развития возрастного одряхления в результате  внутриклеточного загрязнения дефектными белками получила сильное подтверждение. Профессор Куэрво даже полагает, что с наступлением старости можно будет бороться с помощью лекарств, помогающим клеткам расщеплять неисправные биомолекулы.

Не только инсулин

Американские ученые спасли от верной гибели животных-диабетиков, не прибегая к помощи инсулина. Исследователи медицинского центра Техасского университета обнародовали результаты чрезвычайно интересного эксперимента, который может открыть принципиально новые подходы к лечению сахарного диабета первого типа.

Так называется самая тяжелая разновидность этой болезни, приводящая к гибели бета-клеток поджелудочной железы, которые в норме обеспечивают синтез и секрецию инсулина. В результате организм не может самостоятельно усваивать глюкозу, которая содержится в плазме крови, что приводит к развитию тяжелых патологических процессов. Поэтому такие больные вынуждены ежедневно по несколько раз вводить себе инсулин и придерживаться специального режима питания. Других способов борьбы с сахарным диабетом первого типа современная медицина не знает.

Профессор Роджер Ангер [Roger Unger] и его ассистенты экспериментально доказали, что в принципе возможен и другой путь. Она ставили опыты на мышах и крысах, страдающих сахарным диабетом первого типа в терминальной стадии. Некоторые из них были генетически предрасположены к развитию этой болезни, в то время как у других бета-клетки были убиты химическими токсинами. Поскольку эти животные не получали инсулин, они уже были близки к диабетической коме и обречены на неминуемую гибель. Экспериментаторы инфицировали их безвредным аденовирусом, в который был встроен ген, запускающий синтез лептина. Этот гормон, который в основном производят жировые клетки, подавляет чувство голода и тем самым снижает аппетит.

Однако лептин, как и большинство гормонов, выполняет несколько функций. Профессор Ангер и его коллеги предположили, что генная стимуляция выработки лептина жировыми клетками и клетками печени поможет снизить уровень глюкозы даже в условиях дефицита инсулина.

Эта гипотеза полностью подтвердилась. Животные с трансплантированными лептиновыми генами буквально ожили на глазах экспериментаторов. У них резко упала концентрация глюкозы и исчез кетоацидоз, смертельно опасное патологическое закисление крови, которое неминуемо развивается при запущенном диабете. Они перестали терять вес и уже через одну-две недели после проведения генной терапии не демонстрировали никаких симптомов прежней болезни.

Правда, позднее у них в крови вновь стала накапливаться глюкоза, однако ее концентрация так и не приблизилась к прежнему уровню. В итоге они и без инсулина сохранили нормальный обмен веществ в течение более чем полугода после экспериментального лечения. Нелеченные животные из контрольной группы, находившиеся в том же состоянии, что и реципиенты лептиновых генов, напротив, не прожили и недели.

Исследователи из Далласа уже подыскали объяснение своим результатам. Они полагают, что увеличение выработки лептина приводит к ослабление синтеза глюкагона. Этот гормон, подобно инсулину, вырабатывает поджелудочная железа. Если инсулин уменьшает содержание сахара в крови, то глюкагон, напротив, способствует его повышению. Поскольку лептин препятствует синтезу глюкагона, он тем самым снижает уровень сахара.

Техасские ученые также допускают, что лептин действует и другим способом, приводящим к тому же результату. По их мнению, он может подхлестывать синтез еще одного гормона, инсулиноподобного фактора роста первого типа.  Это биологически активное вещество  воздействует почти на все типы тканей, в том числе на мышцы, сухожилия, печень, почки, легкие и кожу. В частности, оно кое в чем имитирует действие инсулина и потому в какой-то степени нейтрализует последствия диабета. Впрочем, пока это только гипотеза. А вот то, что лептин подавляет производство глюкагона, можно считать доказанным.

Конечно, пока что целебное воздействие лептина продемонстрировано только в опытах на животных. Проф.  Ангер занимается этим гормоном почти что с самого его открытия, которое было сделано в 1994 году в лаборатории молекулярного генетика из Рокфеллеровского университета Джеффри Фридмана.

В телефонной беседе с Русской службой «Голоса Америки» Роджер Ангер отметил, что сейчас еще рано говорить о том, что лептин сможет заменить или хотя бы дополнить инсулин в качестве антидиабетического средства. Однако он полагает, что новый способ борьбы с диабетом заслуживает самого серьезного изучения. По словам Ангера, сейчас впервые после открытия инсулина в 1922 году стала хотя бы в теории просматриваться возможность борьбы с сахарным диабетом первого типа без его применения.

В настоящее время еще нельзя предсказать, подчеркнул проф. Ангер, будут ли новые методы основаны на использовании лептина или в их основу лягут какие-то иные биологические механизмы. Однако очень важно, что принципиальная возможность создания альтернативы инсулиновой терапии уже подтверждена в эксперименте