Что черви могут рассказать о старении человека?

Исследование, возглавляемое Институтом Бабрахама с участием международной междисциплинарной команды, показало, что крошечный червь C. elegans может многое рассказать о старении человека. В серии статей, последняя из которых опубликована в Frontiers in Molecular Biosciences, учёные описывают создание единой согласованной модели метаболических потоков у этого червя и её применение для изучения связи между метаболизмом и старением.

Метаболизм играет ключевую роль в модуляции продолжительности жизни, так как многие гены, продлевающие жизнь, делают это, изменяя потоки энергии и сигналов в клетках. C. elegans — одна из лучших моделей для исследования старения из-за короткой продолжительности жизни (2–3 недели) и доступных генетических инструментов. Он также разделяет с человеком многие ключевые метаболические пути.

Главным барьером для использования потенциала C. elegans было отсутствие единой модели, объединяющей все известные данные о его метаболизме. Чтобы преодолеть это, в 2017 году была инициирована глобальная работа по согласованию существующей информации, результатом которой стал ресурс WormJam.

Лаборатория Касаневьи в Институте Бабрахама использует C. elegans для изучения изменений метаболизма при старении. Однако у созданной модели был ключевой недостаток: она лучше всего отражала процессы в фазе роста червя, а не в фазе старения.

Исследователи переоптимизировали инструмент моделирования, используя данные из мульти-омических источников (транскриптомики и метаболомики), и адаптировали его для изучения метаболических потоков во время старения.

Актуальность модели для понимания возрастных метаболических изменений была подтверждена в лаборатории. Исследование выявило ряд метаболитов, значительно меняющихся с возрастом, и показало снижение функции митохондрий у старых червей.

Модель точно предсказала, что оксалоацетат — ключевой ресурс для производства энергии — становится лимитирующим у стареющих червей. Из всех метаболитов, которые можно добавить в пищу стареющим червям, именно оксалоацетат оказывает наиболее выраженный эффект, продлевая продолжительность жизни до 20%.

Переоптимизация модели для стареющих организмов представляет собой значительный технический прогресс в этой области и позволит делать более точные прогнозы метаболических потоков в процессе старения. Углубляя понимание экспериментальной модели старения, можно получить ценное представление о процессах у человека, приближаясь к цели достижения здорового долголетия.