Вчені розробили фермент, що омолоджує людські тканини: як він працює
Джерело: NYT
Науковці розробили фермент, який може видаляти з тканин людини сполуки, пов’язані зі старінням. За словами авторів роботи, відкриття може стати основою для нових методів лікування вікових змін і деяких захворювань, хоча до клінічного застосування технології ще далеко.
Дослідження опубліковане в журналі Nature Communications.
Йдеться про так звані кінцеві продукти глікації (advanced glycation end products, AGEs) – сполуки, що поступово накопичуються в організмі протягом життя. Вони утворюються внаслідок хімічної реакції між цукрами, білками та жирами в крові. Саме цей процес лежить в основі утворення золотистої скоринки під час випікання, але аналогічні реакції повільно відбуваються й у тканинах людського організму.
Накопичення AGEs вважається однією з характерних ознак старіння. Вони роблять тканини, зокрема колаген, менш еластичними та більш жорсткими, а також сприяють розвитку запалення. Це пов’язують із підвищеним ризиком серцево-судинних захворювань, ураження очей, хвороб нирок і цукрового діабету.
Протягом багатьох років дослідники намагалися створити препарати, які б запобігали утворенню цих сполук, однак такі спроби не дали результатів. Автори нового дослідження запропонували інший підхід – не блокувати утворення AGEs, а видаляти їх уже після накопичення в тканинах.
“Це невеликий крок у значно ширшому напрямку, адже старіння – дуже складний процес”, – сказав засновник і генеральний директор компанії Revel Pharmaceuticals Аарон Крейвенс, яка розробила новий фермент, а також головний автор дослідження.
За його словами, це перша робота, яка демонструє можливість повернути частину вікових змін на структурному рівні.
“Думаю, це перший випадок, коли хтось у нашій галузі на структурному рівні продемонстрував, що деякі з цих змін справді можна повернути назад”, – зазначив Крейвенс.
Більшість сучасних досліджень старіння зосереджена на клітинах, які з віком поступово втрачають здатність відновлюватися та правильно ділитися. Водночас довговічним тканинам, таким як колаген, приділялося значно менше уваги, хоча період його напіврозпаду становить близько 15 років.
Про роль AGEs у процесах старіння науковці знають уже кілька десятиліть.
“Вони накопичуються на білках тканин, немов іржа”, – пояснив біохімік Джон Бейнс, який не брав участі в дослідженні, але протягом багатьох років вивчав ці сполуки в Медичній школі Флойда при Університеті Південної Кароліни.
Робота Крейвенса та його колег почалася з припущення, що якщо після смерті тканини людини можуть повністю розкладатися, то в природі має існувати механізм, здатний руйнувати навіть такі стійкі сполуки, як AGEs. Щоб знайти його, дослідники звернули увагу на ферменти мікроорганізмів, які беруть участь у процесах розкладання органічних речовин.
Команда використала програмне забезпечення зі штучним інтелектом для аналізу ДНК понад 50 тисяч мікроорганізмів. Алгоритми змоделювали структури ферментів, які можуть утворюватися на основі їхніх генів. Після цього вчені відібрали кілька найбільш перспективних кандидатів, здатних розщеплювати AGEs у тканинах людини.
Зрештою вони знайшли відповідний фермент і за допомогою методів білкової інженерії зробили його ефективнішим. Після кількох циклів керованої еволюції новий фермент, який отримав назву CMLase, почав ефективно видаляти AGEs зі зразків людських тканин.
“У найяскравішому прикладі ми взяли шкіру 70-річної людини й знизили рівень цих сполук до показників, характерних для 30-річної”, – повідомив Крейвенс.
Наступним етапом дослідники планують розпочати випробування ферменту для лікування захворювань очей, зокрема тих, що пов’язані з діабетом. Такі хвороби розвиваються через накопичення AGEs у тканинах сітківки та кришталика.
За словами Крейвенса, у майбутньому CMLase теоретично можна буде застосовувати періодично або навіть одноразово для видалення запальних накопичень, що лежать в основі цих захворювань.
Якщо ефективність цього підходу підтвердять клінічні випробування, його можна буде застосовувати для лікування багатьох захворювань, пов’язаних із накопиченням AGEs. Зокрема, технологія потенційно може допомогти відновити еластичність колагену в шкірі, а також покращити функцію нирок і серцево-судинної системи.
- Жінки, які мають поганий стан серцево-судинного здоров’я до та під час вагітності, частіше народжують дітей із затримками розвитку. Таких висновків дійшли японські вчені, які проаналізували дані понад 8 тисяч матерів і їхніх дітей. Результати дослідження опубліковано в журналі JAMA Network Open.
Колишній спецпредставник президента США Дональда Трампа з питань України, генерал Кіт Келлог, підтримав продовження українських ударів по російських нафтопереробних заводах. За його словами, ці атаки створюють значний тиск на Росію, тому Москва намагається домогтися їх припинення.
Американський сенатор-демократ Кріс Мерфі звинуватив президента США Дональда Трампа у фінансуванні російської агресії проти України. Його заява пролунала після рішення Вашингтона тимчасово послабити санкції, щоб дозволити Росії постачати дизельне паливо на світові ринки.
Принц Гаррі розповів, що після смерті матері, принцеси Діани, майже два десятиліття не плакав і тривалий час пригнічував свої емоції. За його словами, він відчував провину навіть за можливість бути щасливим без матері, яка загинула, коли йому було 12 років.
Президент України Володимир Зеленський провів телефонну розмову з прем’єр-міністром Великої Британії Енді Бернемом. Сторони обговорили посилення протиповітряної оборони України, подальші санкції проти Росії та дипломатичні кроки для завершення війни.
Уряд Росії частково скасував заборону на експорт дизельного пального після домовленостей президента США Дональда Трампа та російського лідера Володимира Путіна. Рішення набуло чинності 10 жовтня і дозволить Москві відновити постачання пального на світовий ринок.