Теломеры (защитные структуры, расположенные на концах хромосом) необходимы для стабильности нашего генетического материала и для поддержания «молодого состояния» наших клеток и нашего тела. Однако с возрастом теломеры становятся короче. По достижении критической длины клетки переходят в состояние старения или умирают.
Это одна из молекулярных причин клеточного старения и возникновения связанных со старением заболеваний.С другой стороны, когда теломеры очень длинные — что впервые было достигнуто группой CNIO во главе с Марией А. Бласко с использованием экспрессии гена теломеразы — они играют защитную роль против старения и связанных со старением заболеваний. , что значительно продлевает жизнь мышей.РАСШИРЕНИЕ ПЛЮРИПОТЕНТНЫХ КЛЕТК IN VITRO УДЛИНЯЕТ ТЕЛОМЕРЫМы должны вернуться в 2009 год, когда в статье, опубликованной CNIO Telomeres and Telomerase Group в журнале Cell Stem Cell, они описали, что культура iPS-клеток in vitro вызвала прогрессивное удлинение теломер, вплоть до генерации то, что авторы назвали «сверхдлинными теломерами».
Некоторое время спустя, в 2011 году, Элиза Варела (также первый автор вышеупомянутой статьи) и ее коллеги из CNIO опубликовали статью в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), в которой говорилось, что это явление также происходит спонтанно в эмбриональные стволовые клетки при культивировании in vitro.«Экспансия эмбриональных стволовых клеток in vitro приводит к удлинению теломер почти вдвое по сравнению с их нормальной длиной», — объясняют авторы. Удлинение, которое происходит благодаря активным естественным механизмам без изменений в гене теломеразы.Однако смогут ли эти клетки развиться в мышь с теломерами, которые намного длиннее, чем обычно, и которые будут стареть медленнее?
В статье, опубликованной сегодня в Nature Communications, Элиза Варела и ее коллеги доказывают, что это так.МЕНЬШЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ДНК И МЕНЬШЕ ОПУХОЛЕЙ
Клетки со сверхдлинными теломерами у этих мышей, по-видимому, полностью функциональны. Когда ткани анализировались в различные моменты (0, 1, 6 и 12 месяцев жизни), эти клетки сохраняли дополнительную шкалу длины (они укорачивались со временем, но в нормальном ритме), накапливали меньше повреждений ДНК и обладали большей способностью к отремонтировать любые повреждения. Кроме того, у животных наблюдалась более низкая заболеваемость опухолями, чем у нормальных мышей.
Эти результаты показывают, что плюрипотентные стволовые клетки, несущие сверхдлинные теломеры, могут дать начало организмам с теломерами, которые дольше остаются молодыми на молекулярном уровне. По словам авторов, это «доказательство концепции означает, что можно создать взрослую ткань с более длинными теломерами в отсутствие генетических модификаций».«Наша работа также демонстрирует, что можно генерировать iPS-клетки, — объясняет Бласко, — с более длинными теломерами, которые превратятся в дифференцированные клетки, также с более длинными теломерами и, следовательно, будут лучше защищены от повреждений». Это было бы полезно для области регенеративной медицины; команды сейчас изучают, как использовать iPS-клетки для создания типов взрослых клеток для клеточной терапии.
Следующим шагом, над которым CNIO Telomeres and Telomerase Group уже работает, будет «создание нового вида мышей, у которых теломеры всех клеток в два раза длиннее, чем у нормальных мышей», — объясняют Бласко и Варела. «Тогда мы сможем ответить на некоторые важные вопросы, которые остаются без ответа: будут ли виды мышей с теломерами, имеющими двойную длину, жить дольше? Является ли это механизмом, который используется природой для определения различной продолжительности жизни у генетически похожих видов?
Будет ли у этого нового вида более высокая или более низкая заболеваемость раком?