Старение стволовых клеток связано с накоплением мутаций

По мере старения стволовых клеток крови они накапливают генетические мутации, которые могут быть причиной болезней пожилого возраста. Это явление исследовалось в выполненной на мышах работе ученых из Stanford University School of Medicine.

Целью этих исследований было выяснить, почему с возрастом растет вероятность гематологических заболеваний, например, лейкемии и анемии, и вырабатывается меньше новых антител, защищающих от различных инфекций. В предыдущих работах эта группа ученых установила, что с возрастом уменьшается способность кроветворных стволовых клеток костного мозга делиться и восполнять запасы клеток крови. Оставался вопрос, почему это происходит.

Ученые выдвигали много теорий старения стволовых клеток; одна из них предполагает, что причиной старения является накопление мутаций, в результате чего прогрессивно снижается возможность выполнения клетками их нормальных функций. ом растет вероятность гематологических заболеванийЮ например, лейкемии и

Ученые провели две серии экспериментов. В одной в кроветворные стволовые клетки была внесена мутация, делающая их склонными к накоплению дополнительных генетических ошибок. В каждой из трех линий мутантных мышей, которые они изучали, стволовые клетки казались нормальными и продуцировали новые клетки крови.

Но когда они взяли эти стволовые клетки от мутантных мышей и использовали их для заселения костного мозга летально облученных мышей (так при помощи пересадки стволовых клеток костного мозга восстанавливается кроветворение, например, у онкологических больных после химиотерапии), обнаружились отличия этих клеток от нормальных. Обычно достаточно небольшого количества стволовых клеток, чтобы полностью восстановить костный мозг и нормальное кроветворение. Но эффективность несущих мутацию стволовых клеток оказалась значительно ниже; и если их брали у старых мутантных мышей, их способность заселить костный мозг была снижена еще сильнее.

Полученные результаты говорят о том, что накопление в стволовых клетках мутаций по мере их старения приводит к нарушению их нормальной работы и снижению количества продуцируемых ими клеток крови. Однако эти результаты были получены на мышах с искусственно привнесенной в стволовые клетки склонностью к накоплению мутаций. Теперь надо было выяснить, происходит ли то же самое при нормальном старении.

Для этого была проведена вторая серия экспериментов. Ученые выделили стволовые клетки из костного мозга нормальных молодых и старых мышей и окрасили их специальным красителем, который присоединяется к белку, связанному с нарушениями в ДНК. Было обнаружено, что стволовые клетки молодых мышей не окрашиваются этим красителем, что говорит об отсутствии повреждений ДНК. В то же время стволовые клетки старых мышей были окрашены. Это означало, что, несмотря на редкие деления, кроветворные стволовые клетки с возрастом все же накапливают мутации, что приводит к нарушению их способности воспроизводить клетки крови и иммунной системы. Таким образом, лейкемию можно рассматривать как возрастное нарушение функций иммунной системы.

Следующим шагом в этой работе будет показать, что полученные на мышах результаты приложимы и к людям. В этом случае будет доказано, что кроветворные стволовые клетки являются почвой для прелейкемических мутаций.

Материалы исследования опубликованы в июньском выпуске Nature.

По материалам Science Daily

Источник: www.cmbt.su