Усе мы старэем, і працэс старэньня пачынаецца ўжо з моманту нашага нараджэньня. Аднак мы, як правіла, у стане праіснаваць у даволі добрым здароўі колькі дзясяткаў гадоў. Магчымым гэта робяць, між іншым, нашыя мацярынскія клеткі.
Наш арганізм выкарыстоўвае іх, каб замяніць іншыя клеткі, пашкоджаныя ў выніку траўмы ці хваробы, альбо тыя, што адміраюць. Так адбываецца, напрыклад, у мозгу, цягліцах альбо шпіку (касьцявым мозгу). Аднак з часам, калі мы сталеем, спраўнасьць мацярынскіх клетак зьніжаецца. Шмат якія тканкі ўжо болей ня ў стане рамантаваць пашкоджаньні і замяняць старыя клеткі на новыя.
Дзе ж прычына таго, што ў пэўны момант жыцьця гэты спраўны мэханізм перастае належным чынам функцыянаваць? Гэтае пытаньне шмат гадоў заставалася без адназначнага адказу. І можа, ня мела б яго і цяпер, калі б колькі часу таму на адной навуковай канфэрэнцыі ў ЗША не сустрэліся тры чалавекі: Шон Морысан, Норман Шарплес і Дэвід Скадэн. Высьветлілася, што ўсе яны працуюць над адным і тым жа – пэўным генам і кадаваным ім бялком. Ген называўся Ink4a, бялок – p16.
Чым даўжэй Морысан, Шарплес i Скадэн размаўлялі міжсобку, тым лепей яны разумелі, што менавіта гэты ген і гэты бялок ёсьць ключом да загадкі старэньня чалавечага арганізму.
Мозг як новы
Навукоўцы ўжо нейкі час таму заўважылі, што ў пэўных тканках актыўнасьць гену Ink4a павялічваецца з узростам. Паўстала пытаньне – ці гэты працэс адказны за аслабленьне мацярынскіх клетак?
Шон Морысан, які кіруе Цэнтрам біялёгіі мацярынскіх клетак Унівэрсытэту штату Мічыган, вырашыў праверыць, як у розных частках мозгу і ў залежнасьці ад узросту паводзіць сябе ген Ink4a i як гэта ўплывае на дзяленьне мацярынскіх клетак і ўтварэньне новых нэўронаў. Дасьледаваньні праводзіліся на мышах – 60-дзённых, адна- і двухгадовых. Першы этап экспэрымэнту пацьвердзіў, што, насамрэч, колькасьць клетак, што ўтвараюцца ў мозгу, з узростам значна зьмяншаецца. Таксама зьніжалася здольнасьць мозга да самааднаўленьня.
Морысан заўважыў, што гэтыя зьмены адбываліся па меры павелічэньня актыўнасьці Ink4a. У наймаладзейшых, 60-дзённых мышах, ген амаль што ўвогуле ня дзейнічаў. Аднак у аднагадовых ён быў ужо актыўны, a ў двухгадовых працаваў на ўсю моц.
Пры дапамозе геннай інжынэрыі Морысан узгадаваў таксама мышэй, пазбаўленых гену Ink4a. Высьветлілася, што ў мозгу жывёлаў, нягледзячы на ўзрост, увесь час утвараліся новыя клеткі. «Першымі ў гісторыі мы паказалі, што дзякуючы выдаленьню аднаго гена можна засьцерагчы мацярынскія клеткі ад старэньня і зрабіць так, каб у мозгу сысуноў узьнікалі чарговыя нэўроны», – камэнтуе вынікі працы сваёй групы Морысан.
Перасадка ратуе жыцьцё
Дэвід Скадэн з Гарвардзкага ўнівэрсытэту заняўся шпікам. Ён канстатаваў, што там гэткім жа чынам, як і ў мозгу, па меры старэньня таксама падвышаецца актыўнасьць гену Ink4a. Пасьля Скадэн ажыцьцявіў сэрыю перасадак шпіку (асноўнага месца ўтварэньня новых крывяных шарыкаў) сярод некалькіх групаў мышэй.
Высьветлілася, што перасадка шпіку ад старэйшых мышэй, пазбаўленых гену Ink4a, прыводзіць да зьяўленьня шматлікіх новых мацярынскіх клетак у крыві рэцыпіентаў. Скадэн таксама даказаў, што выдаленьне гену Ink4a запавольвае т.зв. працэс апаптозу, ці запраграмаванай сьмерці клеткі. Таксама ў выніку павялічвалася колькасьць мацярынскіх клетак, што ўтвараюцца у шпіку.
Дасьледчыкі з Гарварду таксама праверылі, як на перасадку шпіка рэагуюць цягліцы, падданыя сьмяротнай дозе выпраменьваньня. Жывёлы, якім упырсквалі звычайны шпік, зазвычай паміралі. Цалкам інакш было ў выпадку перасадкі ад мышэй з заблякаваным генам Ink4a. Іхні шпік разам з наяўнымі ў ім мацярынскімі клеткамі дапамагаў арганізму хворых жывёлаў выправіць пашкоджаньні і вярнуцца ў здаровы стан.
Сродак ад цукровага дыябэту?
Прафэсар Норман Шарплес з Унівэрсытэту Паўночнай Караліны абраў асноўным аб’ектам сваёй працы падстраўнікавую залозу (клеткі бэта, што знаходзяцца ў ёй, вырабляюць інсулін – гармон, што рэгулюе ўзровень цукру ў крыві).
Шарплес здолеў давесьці, што за зьніжэньне з узростам колькасьці клетак бэта адказвае ген Ink4a.
Потым навукоўцы пры дапамозе таксінаў пашкодзілі клеткі бэта падстраўнікавай залозы. Нармальныя мышы захварэлі на цукровы дыябэт. Мышы бяз гену Ink4a далі таму рады – іхнія клеткі бэта тут жа пачалі дзяліцца і выпраўляць выкліканыя прамянямі пашкоджаньні.
На думку Шарплеса, гэтае адкрыцьцё можа наблізіць нас да стварэньня пасьпяховых мэтадаў барацьбы з цукровым дыябэтам тыпу 2. Галоўнай рысай гэтага захворваньня ёсьць непадатлівасьць на інсулін, калі клеткі нашага арганізму перастаюць успрымаць узьдзеяньне гэтага гармону. Вынікам гэтага ёсьць павышаны ўзровень цукру ў крыві. Адной непадатлівасьці, аднак, не дастаткова – у большасьці тых, хто мае праблемы зь ёй, да разьвіцьця клясычнага цукровага дыябэту не даходзіць. Трэба нечага больш. З дасьледаваньняў вядома, што частата захворваньняў на цукровы дыябэт тыпу 2 павялічваецца з узростам. Дакладна гэтак жа, як і актыўнасьць гену Ink4a. Шарплес лічыць, што менавіта той ген, запавольваючы ўтварэньне ў падстраўнікавай залозе новых, спраўных клетак, спрычыняецца да разьвіцьця хваробы ў людзей.
Парадаксальны ген
Здавалася б, што адкрыцьці, зробленыя трыма амэрыканскімі навукоўцамі, – гэта гатовы і просты рэцэпт барацьбы са старасьцю. Дастаткова выдаліць альбо заблякаваць ген Ink4a, i акуратна атрымаем дадатковыя гады жыцьця. На жаль, усё ня так проста.
Ink4a адыгрывае яшчэ адну важную ролю: гэта ген, які супрацьдзейнічае ўзьнікненьню ў нашым арганізьме пухлінаў.
Мышы, пазбаўленыя Морысанам, Шарплесам і Скадэнам гену Ink4a хоць і старэлі больш павольна, але за тое нашмат часьцей хварэлі на рак.
«Калі б мы знайшлі сродак, які б блякаваў Ink4a, гэта б, безумоўна, дазволіла нам перамагчы шматлікія хваробы, зьвязаныя са старэньнем. Але адначасова трэба было б вельмі пільна сачыць за тым, каб не захварэць на рак», – кажа Морысан.
Як прызнаюць самі навукоўцы, у сьвятле гэтых ведаў цяжка ўвогуле адназначна сьцьвярджаць, ці ўзьдзеяньне гену Ink4a больш скарачае нашае жыцьцё, ці хутчэй яго падаўжае. Паскарае старэньне – адпаведна скарачае. Захоўвае ад рака – адпаведна падаўжае. Гэтаму парадоксу дасьледчыкі яшчэ не далі рады. Зрэшты, пытаньняў застаецца болей. Найбольш важнае зь іх: што ёсьць прычынай таго, што ген Ink4a у пэўны момант жыцьця становіцца актыўны? Іншымі словамі – кнопку старасьці мы ўжо знайшлі, але ўсё яшчэ ня ведаем, хто на яе націскае.
