Британские ученые из Института Сенгера, Кембриджского института стволовых клеток Wellcome-MRC и других учреждений показали, что мутации, которые накапливаются в течение жизни, влияют на процесс образования кровяных клеток. Сильные изменения наступают после 70 лет. Работа опубликована в журнале Nature.
Во всех человеческих клетках в течение жизни накапливаются генетические изменения — это так называемые соматические мутации. Процесс старения обоснован накоплением различных типов повреждений в клетках. Согласно одной из теорий, накопление соматических мутаций приводит к постепенной потере функциональных резервов. Тем не менее до сих пор неясно, как именно подобные молекулярные повреждения вызывают резкое ухудшение работы органов после 70 лет.
Чтобы изучить процесс старения, биологи исследовали образование кровяных клеток в стволовом мозге. В работе участвовали 10 пациентов разных возрастов: от младенцев до пожилых. Ученые просеквенировали геномы 3579 кровяных клеток и идентифицировали все соматические мутации в каждой клетке. На основе этих данных ученые создали «генеалогические деревья» гемопоэтических стволовых клеток каждого человека, ведь именно они отвечают за образование крови. Оказалось, что эти «деревья» сильно менялись после 70 лет. У взрослых до 65 лет образовывалось от 20 тысяч до 200 тысяч стволовых клеток, причем каждая из них производила примерно одинаковое количество кровяных клеток. Напротив, у людей старше 70 лет образование клеток крови происходило очень неравномерно. Из нескольких десятков стволовых клеток образовывалось более половины популяции клеток крови. Причем эти стволовые клетки не были обычными: их высокая активность объяснялась наличием редких соматических мутаций — драйверных. Такие же мутации встречаются при развитии раковых опухолей.
Результаты исследования позволили ученым предположить, что такие изменения связаны именно с наличием соматических мутаций. Драйверные мутации способствуют росту клеток, которые начинают стремительно распространяться. В итоге клоны таких стволовых клеток оказываются в большинстве. При этом у них может быть нарушена способность производства функциональных клеток крови, с чем и связаны изменения, происходящие при старении. Ученые также полагают, что риски развития тех или иных болезней у пожилых людей определяются тем, какие именно клоны у них преобладают.
«Такие факторы, как хроническое воспаление, курение, инфекции и химиотерапия, могут вызывать раннее развитие клонов с драйверными мутациями. Мы предполагаем, что эти же факторы приближают момент, когда снижается разнообразие гемопоэтических стволовых клеток, обычно связанное со старением. Возможно, существуют также и факторы, которые, напротив, замедляют этот процесс. Теперь перед нами стоит удивительная задача — понять, как эти мутации влияют на работу кровяных клеток у пожилых людей. Благодаря этому можно снизить риск развития заболеваний и обеспечить здоровое старение», — подвела итог доктор Элиза Лауренти, соавтор исследования из Кембриджского института стволовых клеток Wellcome-MRC при Кембриджском университете.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
