Ампаро Толоса, Новини медичної генетики

обмеження

Дослідження на мишах виявляє, що обмеження в харчуванні пропонує можливості для лікування синдромів прискореного старіння. Зображення: jinterwas (CC BY 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).

Дослідження на модельних мишах з передчасним старінням піднімає обмеження калорій як можливе лікування тих станів людини, в яких відбувається прискорене старіння, і дає нові підказки про причини захворювань, пов'язаних зі старінням.

В останні роки різні дослідження дали докази того, що обмеження дієти пов’язане зі збільшенням тривалості життя у різних видів. Хоча молекулярні основи цього взаємозв'язку не є досконало охарактеризованими, дані підтверджують існування впливу на стабільність спадкового матеріалу та механізмів відновлення ДНК, відповідальних за його підтримку.

Модельні тварини з прогероїдними синдромами (прискореного старіння), спричиненими змінами механізмів відновлення ДНК, розвивають спонтанне обмеження раціону, незважаючи на пригнічення їх росту. Це змусило дослідників замислюватися, чи може піддавання тварин із цим захворюванням обмеженням їжі бути корисним, хоча їх зростання, мабуть, порушено і вони демонструють слабкість.

Щоб відповісти на це питання, команда використала лінію мишей, дефіцитних для гена Ercc1, який бере участь у репарації ДНК. Мутантні миші Ercc1 демонструють особливості прискореного старіння, які обмежують тривалість життя порівняно із звичайними мишами. Поступово зменшуючи споживання калорій цими мишами (досягаючи на 30% менше), дослідники помітили, що тривалість життя тварин зростала, а деякі симптоми прискореного старіння затримувались. Крім того, ці миші довше зберігали рухову функцію і підтримували на 50% більше нейронів, порівняно з тими, у яких годування не було обмеженим.

Механізми відновлення ДНК пов’язані зі старінням. Зображення: Том Елленбергер, Медична школа Вашингтонського університету.

Для того, щоб перевірити результати в іншому контексті, дослідники застосували обмеження в харчуванні в іншій моделі прогероїдного синдрому. Обмеження у харчуванні мишей-мутантів щодо гена Xpg, які також беруть участь у відновленні ДНК і відповідають за стан, подібний до синдрому Кокейна у людей, дало ті самі результати: поліпшення симптомів та збільшення тривалості життя.

З результатів різних клітинних та генетичних експериментів дослідники виявили, що обмеження дієти зберігає нервову функцію та стабільність геному. Дані свідчать, що обмеження дієти підвищує стійкість до клітинного стресу, спричиненого зміною механізмів відновлення ДНК, покращує антиоксидантний захист та змінює різні молекулярні шляхи, пов’язані з метаболізмом. Ці зміни перенаправляють тіло (і нервові клітини) у захисний стан, в якому енергія використовується для підтримки та захисту від пошкодження ДНК замість зростання.

За словами Яна Хоеймайкера, професора Медичного центру Еразма та керівника роботи, обмеження в харчуванні також може спрацювати у дітей, які страждають на прискорене захворювання старінням. “Попередні дослідження показали, що система репарації у мишей працює так само, як і у людей. Різниця у генах репарації ДНК між мишами та людьми полягає лише у 5%, і вони навіть подібні до генів репарації хлібних дріжджів », - каже дослідник. «Якщо гени майже не змінились за 1 мільярд років, і вони передаються дуже точно, вони надзвичайно важливі для виживання. Крім того, обмеження дієти уповільнює старіння багатьох інших організмів, включаючи дріжджі. Тож ви можете покластися на свій будинок, що те, що ми знайдемо у мишей, спрацює і на людях ".

Hoeijmakers вказує, що в довгостроковій перспективі дослідження може бути корисним для профілактики хвороби Альцгеймера або Паркінсона. «Ми розробили мишу, яка показує, що старіння є основною причиною багатьох із цих загальних захворювань, і що система відновлення ДНК має вирішальне значення для цього. Тим більше підстав для подальшого розслідування щодо цього », - підсумовує він.

Паралельно з корисністю при розробці методів лікування захворювань з прискореним старінням, моделі, що використовуються на роботі, можуть бути дуже корисними для розробки підходів проти старіння, альтернатив обмеженню калорій та вивчення довгострокових наслідків харчування.

Довідково: Вермей WP та ін. Обмежена дієта затримує прискорене старіння та геномний стрес у мишей з дефіцитом ДНК-репарації. Природа. 2016 серп. 24. doi: 10.1038/nature19329.