Моделирование открывает новый способ обратить старение клеток

Исследователи из KAIST получили новые данные о сложном механизме клеточного старения и представили потенциальную терапевтическую стратегию для снижения риска возрастных заболеваний, связанных с накоплением стареющих клеток.

С помощью моделирования молекулярных взаимодействий была идентифицирована мишень — фермент PDK1, воздействие на который может обратить естественный процесс старения, называемый клеточным старением (сенесценцией). Результаты были подтверждены лабораторными экспериментами на клетках кожи и тканеэквивалентных моделях кожи и опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Новый взгляд на старение

«Наше исследование открывает дверь для нового поколения, которое воспринимает старение как обратимый биологический феномен», — говорит профессор Кван-Хён Чо, руководивший исследованием.

Методология исследования

Команда объединила данные из литературы и баз данных о молекулярных процессах клеточного старения с результатами собственных исследований процессов в фибробластах кожи. С помощью алгоритмов была разработана модель, симулирующая взаимодействия между молекулами. Анализ позволил предсказать, на какие молекулы можно воздействовать, чтобы обратить старение клеток.

Ключевая мишень и экспериментальное подтверждение

В качестве одной из таких мишеней был исследован фермент PDK1. Эксперименты на стареющих фибробластах кожи и трёхмерных моделях кожи показали, что ингибирование PDK1 блокирует два нижестоящих сигнальных молекулы, что, в свою очередь, восстанавливает способность клеток вернуться в клеточный цикл. При этом клетки сохранили способность к регенерации повреждённой кожи без чрезмерной пролиферации, которая могла бы привести к злокачественному перерождению.

Перспективы

Учёные рекомендуют продолжить исследования на уровне органов и организмов, чтобы определить полный эффект ингибирования PDK1. Поскольку ген, кодирующий PDK1, сверхэкспрессирован при некоторых раках, ожидается, что его ингибирование будет иметь как антивозрастной, так и противоопухолевый эффект.