Russian (CIS)English (United Kingdom)

Счастье в жизни – то чего ты достиг. Смысл жизни – все те, кто тебя любят. Н.Н.Полозова

ГЕННО-РЕГУЛЯТОРНАЯ ТЕРАПИЯ

Вице-президент АМН Украины, Академик В. Фролькис считает главной задачей биологической и медицинской науки разорвать порочный круг — «старение приводит к болезням, болезни усугубляют течение старения». Выдвинутая им теория называется гено-регуляторной и объясняет первичные механизмы старения нарушением регуляции работы генов, нарушением последовательности их выключения и включения.

Недавно связь старения и включения-выключения генов была продемонстрирована наглядно на примере печени. В 2007 году профессор Медицинского колледжа им. Эйнштейна М. Куэрво и ее группа нашли способ предотвратить возрастное ослабление функций печени. Клетки самых различных тканей с возрастом начинают хуже работать из-за того, что постепенно теряют способность избавляться от дефектных биомолекул, иначе говоря, белковых шлаков. Такие операции осуществляют специализированные внутриклеточные структуры, лизосомы. Это микроскопические пузырьки, заполненные ферментами, которые осуществляют расщепление негодных протеинов и других веществ. Особенно богаты лизосомами клетки печени и почек, которые в первую очередь отвечают за биохимическую очистку организма. Клетки имеют специальные транспортные системы, осуществляющие доставку подлежащих утилизации молекул к лизосомам. Во многие случаях эти функции осуществляют специализированные протеины, так называемые шапероны. Они химически связываются с неисправными молекулами и транспортируют их к рецепторным белкам, находящимся на внешней поверхности лизосом. Однако с возрастом число таких рецепторов постепенно уменьшается. Нью-йоркские ученые создали линию мышей, несущих в своих хромосомах дополнительный ген, кодирующий синтез одного из шапероновых рецепторов. Они сделали это так, чтобы этот ген активировался только тогда, когда мышам в пищу добавляли определенные примеси. Таким способом экспериментаторы получили возможности запускать и отключать производство шапероновых рецепторов по своему усмотрению. Трансгенным мышам стали давать эти добавки лишь в шестимесячном возрасте, в котором как раз и начинает снижаться эффективность шапероновой траспортировки неисправных молекул к лизосомам. Оказалось, что печень трансгенных мышей, доживших до 22-26 месяцев, избавляет организм от нежелательных веществ почти ничем не хуже печени их обычных молодых сородичей. Таким образом, отключение гена, кодирующего синтез рецепторов на поверхности лизосом приводит к старению печени. Включение этого гена продлевает период работоспособности печени.

Лаборатория Стэндфордского университета С. Кима изучала процесс регуляции старения одного из видов нематодоф – круглых червей длинной в миллиметр с продолжительностью жизни около 2 недель. Сравнивая молодых особей со стареющими, ученые открыли возрастные изменения уровней трех факторов транскрипции – молекулярных «переключателей», которые вводят в действие те или иные гены. Эти изменения влекут за собой открытие генетических каналов, ответственных за старение. Исследователи использовали специальные кремниевые чипы, которые могут определить изменения в генах, для выяснения, какие гены «включались» у молодых и у старых червей. Они обнаружили сотни генов – регуляторов возраста, которые включались и выключались под управлением единственного фактора транскрипции под названием elt-3, который с возрастом начинает доминировать в организме. Чтобы убедиться в том, что именно эти молекулярные «переключатели» являются частью процесса изнашивания организма, исследователи поместили червей в стрессовые для них условия. На нематодов воздействовали жарой, радиацией и заражали болезнями. Но ни один из стрессовых факторов не запустил в действие гены, которые, в свою очередь, запускали процесс старения. Это означает, что главные регуляторные каналы, оптимизированные для молодых, начинают закрываться у более взрослых животных. Если старение можно замедлить путем влияния на молекулярные «переключатели» генов, то открытие способа влияния на эти гены может стать фундаментальным поворотом в науке.

При старении существенно изменяется соотношение синтеза различных белков, нарушается слаженная работа клетки. Белки — носители жизни. Все ферменты клетки, сократительные элементы, ионные каналы, рецепторы, многие гормоны и др. — все это белки и все они должны синтезироваться в определенном количестве, в определенном ритме. Например, диабет развивается при снижении синтеза белка — гормона — инсулина; рак — при появлении так называемых раковых белков; атеросклероз — при нарушении синтеза белков, переносящих холестерин; старческое слабоумие (болезнь Альцгеймера) — при синтезе так называемого амилоидного белка в нервных клетках и т.п.

Более того, в процессе старения могут включаться ранее не работавшие, «молчавшие» гены и в клетке начинают появляться необычные белки, которые могут привести клетку к гибели. Блокирование нежелательных при работе клетки в данном органе генов увеличивало продолжительность жизни экспериментальных животных на 30—50%.

Кроме того, нарушение регуляции генетического аппарата может привести к активации вирусов, которые всегда находятся в клетке. Вирусы, как известно, являются неклеточной формой жизни, способной проникать в живые клетки и размножаться только в них. Однако существуют и провирусы. Они объединены с геномом клетки-хозяина и могут ее не покидать. Предполагается, что они составляют 10-12% всего генетического материала клеток. Наши клетки являются как бы «кладбищем провирусов». Некоторые из них принимают участие в нормальном функционировании клетки. Однако другие в ходе жизнедеятельности клетки могут включать механизмы, нарушающие деятельность всего генома, синтез белков, могут становиться причиной гибели клетки. Активность этих провирусов зависит от состояния других генов, от действия внутриклеточных факторов, неизбежно появляющихся с возрастом. Среди них большое значение имеют продукты внутриклеточного обмена белков и нуклеиновых кислот. Блокирование передачи генетической информации с внутриклеточных вирусов увеличивает среднюю продолжительность жизни животных.

Итак, подавление активности одних генов, усиление — других, открытие ранее не работавших генов или провирусов — определяют варианты гибели клеток. На основании развиваемых представлений В. Фролькисом выдвинута идея о принципиально новом направлении в лечении — гено-регуляторной терапии. Он продемонстрировал ее на примере атеросклероза. Вещества, блокирующие синтез белков, переносящих холестерин, способствующих его переносу из крови в клетку, оказались чрезвычайно эффективными — у животных резко не повышался уровень холестерина в крови, на стенках артериальных сосудов не возникали атеросклеротические бляшки, а также тромбы, то есть у этих животных не развивался атеросклероз. При недостаточном синтезе белков, выносящих холестерин из клеток, удалось пересадкой одного из генов увеличить их содержание, и сдвинуть баланс обмена холестерина так, что атеросклероз не развивается.

Следуя этому направлению, нам придется поискать факторы (например, продукты питания), способные влиять на активность системы генов антиоксидантной защиты.





Полозов А.А. Слагаемые максимальной продолжительности жизни: что нового? [Текст]/  А.А. Полозов. – М.: Советский спорт, 2011. – 380с.: ил
www.polozov.nemi-ekb.ru