Управление клеточным стрессом может замедлить старение

Ученые из Наньянского технологического университета (Сингапур) обнаружили, что стрессовый ответ в клетках, если его «включить» в пострепродуктивном возрасте, может стать ключом к замедлению старения и увеличению продолжительности жизни.

В экспериментах на круглых червях (Caenorhabditis elegans), имеющих сходство с человеком, команда установила, что активация этого стрессового ответа у старых червей с помощью диеты с высоким содержанием глюкозы увеличила их продолжительность жизни по сравнению с червями на обычной диете.

Впервые обнаружена связь между этим стрессовым ответом и старением, сообщила команда в статье, опубликованной в Nature Communications.

Хотя для углубленного понимания этой связи необходимы дальнейшие исследования, открытие прокладывает путь к разработке терапий, которые могли бы отсрочить начало или даже бороться с возрастными расстройствами, такими как рак, деменция и инсульт.

Как активируется клеточный стрессовый ответ

Стрессовый ответ возникает, когда стрессоры (например, избыток глюкозы) вызывают накопление проблемных «неправильно свернутых» белков в клетке. Этот ответ, называемый ответом на развернутые белки (unfolded protein response), работает над их удалением для восстановления баланса.

Старение также может приводить к накоплению таких белков из-за естественного снижения способности клеточных механизмов производить здоровые белки, запуская тот же стрессовый ответ.

Ответ на развернутые белки у старых червей привел к здоровому старению

Чтобы изучить, как этот ответ влияет на долголетие, ученые индуцировали его у взрослых червей с помощью глюкозы.

Червей разделили на группы:

• Молодые (начало взрослой жизни, День 1) на диете с высоким содержанием глюкозы.
• Старые (пострепродуктивный возраст, День 5, бесплодные) на диете с высоким содержанием глюкозы.
• Контрольная группа на обычной диете.

Результаты:

• Старые черви на высокоглюкозной диете жили 24 дня — почти в два раза дольше, чем молодые черви на той же диете (13 дней).
• Черви на обычной диете жили 20 дней.
• Старые черви на высокоглюкозной диете также были более активными и имели больше энергонакопительных клеток, что указывает на более здоровое старение.

Продолжительный стрессовый ответ у молодых червей привел к гибели клеток

Ученые отследили активность трех клеточных «сенсоров стресса», ответственных за разные пути ответа на развернутые белки. Один из них, IRE1, был значительно более активен у молодых червей по сравнению со старыми.

Когда ген IRE1 удалили, чтобы «выключить» запускаемый им путь, молодые черви на высокоглюкозной диете с Дня 1 прожили 25 дней — в два раза дольше, чем с неповрежденным геном IRE1.

Это указывает, что повышенная активность сенсора IRE1 у молодых червей (продолжительный стрессовый ответ) ответственна за сокращение их жизни.

Выводы и перспективы

Исследование показывает, что диета с высоким содержанием глюкозы у старых червей стимулировала их вялый ответ на развернутые белки, включала защитные клеточные пути и способствовала стабильности клеток. У молодых червей та же диета вызывала неразрешенный стресс и гибель клеток из-за гиперактивации IRE1.

Это открывает возможность разработки препаратов, которые, модулируя активность сенсоров стресса (снижая IRE1 и повышая активность других), могли бы замедлять клеточное старение и увеличивать продолжительность жизни.