Ученые во всем мире работают над раскрытием секретов продления человеческой жизни на клеточном уровне, где старение происходит постепенно из-за укорочения теломер — защитных колпачков на концах хромосом, которые действуют как кончики шнурков, предотвращая их распускание. Поскольку теломеры со временем укорачиваются, клетки теряют способность делиться для здорового роста, а некоторые в конечном итоге начинают умирать.

Однако исследования, изучающие эти теломеры на клеточном уровне, у людей оказались сложными.

Теперь открытие исследовательской группы из Университета штата Вашингтон, опубликованное в журнале Nature Communications, открыло путь к использованию генетически модифицированных мышей.

Под руководством профессора факультета фармацевтики и фармацевтических наук WSU Цзиюэ Чжу исследовательская группа разработала мышей с короткими теломерами, подобными человеческим, что позволяет изучать старение клеток, происходящее в организме человека и в его органах. Обычно теломеры у мышей в 10 раз длиннее, чем у людей.

«Это первая модель мыши с по-настоящему гуманизированными теломерами, поскольку в этой модели теломераза не экспрессируется во взрослых тканях», — сказал Чжу. «Наша работа показывает, что они демонстрируют теломеры, подобные человеческим. Теперь мы намерены наблюдать, как эти мыши стареют».

Названные мышами HuT из-за их гуманизированных теломер, они позволяют команде Чжу продвигать многочисленные исследовательские проекты. Основные направления включают изучение того, как короткие теломеры снижают вероятность развития рака и влияют на продолжительность жизни человека, а также изучение стратегий по продлению срока здоровья людей — периода жизни, свободного от возрастных заболеваний.

Работа имеет значительные последствия для разработки будущих лекарств и методов лечения. В долгосрочной перспективе она может проложить путь для антивозрастных стратегий, направленных на активацию клеток для защиты теломеров и потенциального увеличения продолжительности жизни. Чжу отметил, что многие заболевания возникают на клеточном уровне, поэтому нацеливание лекарств на этот уровень является общей стратегией.

Уровни теломеразы имеют решающее значение, поскольку раковые клетки быстро делятся и нуждаются в большом количестве теломеразы для поддержания своих теломер. «Одной из наших целей является снижение экспрессии теломеразы в раковых клетках, и это активная область исследований».

Модель мыши позволяет проводить множественные исследования старения, сказал Чжу. Один из его коллег, исследователь из Медицинского колледжа WSU Elson S. Floyd Кристофер Дэвис, изучает, как сон влияет на здоровье человека. Группа будет использовать мышей HuT, чтобы увидеть, как стресс от лишения сна и другие жизненные стрессы влияют на регуляцию теломер и старение.

Чжу начал изучать теломеру в середине 1990-х годов под руководством исследователей и лауреатов Нобелевской премии Элизабет Блэкберн и Дж. Майкла Бишопа, которые были пионерами в изучении теломер и рака. Чжу присоединился к WSU в 2014 году.

Разработка мышей HuT началась 10 лет назад, когда он и другие исследователи получили более глубокое понимание регуляции теломер у людей и того, чем она отличается от животных. Ранее то, как теломеры регулируют процесс старения человека, можно было изучать только с использованием изолированных человеческих клеток в чашке Петри.

«Эта модель мыши совершенно иная, поскольку она позволяет нам наблюдать процесс старения во всем организме», — сказал Чжу. «Мыши похожи на людей с точки зрения структуры органов, генов и генетического состава».

Чжу сказал, что команда WSU надеется в конечном итоге поделиться мышами с другими исследовательскими группами, чтобы помочь продвинуть вперед исследования старения, долголетия человека и рака.

«Тысячи людей изучают старение и рак, и мы считаем, что новая модель на мышах представляет собой ценный инструмент для ученых во всем мире для изучения этих процессов».