Прорыв, который изменит наше представление о старости

В тихих лабораториях медицинского центра Cedars-Sinai произошло почти невозможное: ученые не просто замедлили старение мозга — они обратили его вспять. Пожилые мыши, которые уже забывали дорогу в лабиринте, снова стали находить из него выход. Те, у кого была модель болезни Альцгеймера, снова начали узнавать сородичей.

Это не фантастика, а результат работы «омолаживающих» иммунных клеток, созданных из стволовых клеток человека. «Мы фактически перезапустили биологические часы мозга», — объясняет суть открытия доктор Клайв Свендсен.

Как выглядит старение мозга изнутри?

Представьте, что ваш мозг — это идеально отлаженный механизм. С возрастом некоторые шестеренки начинают заедать:

• Микроглия — клетки-уборщики, которые должны выносить "мозговой мусор", — ленятся и теряют свои длинные отростки

• Зернистые клетки в гиппокампе, отвечающие за обучение и память, постепенно исчезают

• Нейронные связи истончаются, как старые провода

Именно этот процесс ученым удалось не просто остановить, а развернуть вспять.

Укол молодости: как создавали «омолаживающий эликсир»

Исследователи пошли сложным, но гениальным путем. Они взяли обычные клетки взрослого человека и перепрограммировали их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки — фактически, вернули их в "эмбриональное" состояние.

Из этих универсальных клеток-заготовок они вырастили молодые иммунные клетки — мононуклеарные фагоциты. Это те самые "боевые единицы", которые обычно циркулируют в крови, обезвреживая все вредное. С возрастом их эффективность падает, но ученые создали их "молодые" версии.

Невероятные превращения: что увидели ученые

Когда эти юные иммунные клетки ввели стареющим мышам, произошло почти чудо:

• Память вернулась — мыши стали значительно лучше проходить тесты на запоминание

• Мозг помолодел — количество "мшистых клеток" в гиппокампе, обычно снижающееся с возрастом, осталось прежним

• Клетки-уборщики активизировались — микроглия снова отрастила свои длинные ветви и принялась за работу

«Мы наблюдали, как мозг буквально восстанавливает себя», — делится впечатлениями Александра Мозер, ведущий автор исследования.

Самое загадочное: как это работает?

Самое удивительное, что молодые иммунные клетки даже не проникают в мозг. Они работают как дирижеры на расстоянии, посылая сигналы, которые пробуждают собственные восстановительные ресурсы организма.

Ученые предполагают несколько механизмов:

• Клетки выпускают антивозрастные белки, которые проникают в мозг

• Они производят целебные микрочастицы, несущие "омолаживающие инструкции"

• Или просто очищают кровь от вредных веществ, мешающих мозгу работать

Что это значит для нас? От мышей к людям

«Поскольку эти молодые иммунные клетки создаются из стволовых клеток, их можно производить в неограниченных количествах для персонализированной терапии», — объясняет доктор Джеффри Голден.

Перспективы открытия огромны:

• Борьба с болезнью Альцгеймера на ранних стадиях

• Восстановление когнитивных функций после инсультов

• Профилактика возрастного снижения памяти

А что в России? Когда ждать?

Пока технология отрабатывается на животных, но российские ученые уже внимательно следят за исследованиями. В Институте стволовых клеток человека отмечают, что аналогичные разработки ведутся и в нашей стране, правда, пока на более ранних стадиях.

Этические вопросы: нужно ли останавлиить старение?

Открытие поднимает сложные вопросы:

• Социальные последствия — как увеличение продолжительности жизни повлияет на общество?

• Доступность — не станет ли это привилегией богатых?

• Естественность — где граница между лечением и "улучшением" природы?

Что можно сделать уже сегодня?

Пока терапия стволовыми клетками не стала массовой, врачи рекомендуют то, что доступно каждому:

• Регулярная физическая активность — улучшает кровоснабжение мозга

• Когнитивные тренировки — изучайте языки, решайте головоломки

• Социальная активность — общение стимулирует нейронные связи

Главное, что нужно запомнить

Ученые впервые обратили вспять старение мозга у животных. Технология основана на "молодых" иммунных клетках из стволовых клеток. До применения у людей еще годы испытаний, но принципиальная возможность омоложения мозга доказана.

А как вы относитесь к возможности "омолодить" мозг? Готовы ли вы к таким процедурам, если они станут безопасными? Поделитесь мнением в комментариях!

Рекомендую: Новая технология создаёт «рентгеновские снимки из будущего»

Дзен

Материал о ЖКТ с претензией на разбор мозга. Да, ниже вы узнаете почему он здесь. Но суть даже не в общих принципах работы в том, насколько филигранно связаны ЖКТ и работа мозга. Что еще раз доказывает: истинный биохакинг кроется не в том, чтобы найти универсальную педаль «газ», и жать её до отказа, а в том, как объединить все составляющие своей жизни в единую систему. Этому и способствуют материалы сообщества Neural Hack. Подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие статьи!

Что общего между мозгом и кишечником?

Клетки кишечника взаимодействуют с удивительной точностью, подобно нейронам мозга. Они используют крошечные отростки, чтобы передавать инструкции стволовым клеткам. И те уже постоянно поддерживают и восстанавливают целостность ЖКТ. И это открытие способно изменить наше понимание принципов восстановления тканей и первопричины заболеваний кишечника.

Слизистая оболочка кишечника, или эпителий, быстро и непрерывно обновляется. Грубо говоря, клеточная популяция полностью сменяется каждые четыре-пять дней. Стволовые клетки, живущие в трубчатых «криптах», расположенных глубоко в слизистой оболочке кишечника, играют жизненно важную роль в процессе обновления. Именно они делятся и дифференцируются в разные типы клеток, заменяя своих предшественников.

Новое исследование, проведенное Медицинской школой Duke-NUS и Наньянским технологическим университетом в Сингапуре (NTU Singapore), выявило неожиданную и чрезвычайно точную систему связи, взращенную в кишечнике. Принцип работы этой системы точь-в-точь повторяет принципы, по которым нейроны передают сигналы друг другу в мозге.

Иногда, внимательно изучая основы, обнаруживаешь нечто революционное. Эта система целенаправленной сигнализации пряталась на виду, и теперь, когда мы её заметили, сам факт её наличия меняет наше понимание биологии стволовых клеток кишечника.

Ведущий научный сотрудник, доктор Гедиминас Грейциус из Программы по изучению рака и стволовых клеток (CSCB) Университета Дьюка и Национального университета США, а также ведущий автор исследования.

WNT, кишечник и мозг

Всё дело в Wnt – сигнальных молекулах, которые помогают контролировать поведение кишечных стволовых клеток, которые созревают в криптах. Фактически, стволовые клетки находятся в «нише» внутри крипты. Это высокорегулируемая микросреда, которая поддерживает и контролирует их поведение.

Активация сигналов Wnt стимулирует рост и деление стволовых клеток. Сигналы Wnt помогают поддерживать баланс между самообновлением стволовых клеток, поддержанием достаточного количества стволовых клеток в криптах, и дифференциацией, превращением части стволовых клеток в специализированные клетки, составляющие слизистую оболочку кишечника.

Первоначально предполагалось, что Wnt просто диффундируют через ткани, в конечном итоге достигая своих целей – стволовых клеток. Однако новое исследование опровергло эту гипотезу.

Мы обнаружили, что эти сигналы не просто дрейфуют по тканям. Они с удивительной точностью распространяются из ниши к стволовым клеткам другими специализированными клетками, или телоцитами. И это меняет наше представление о клеточной коммуникации в кишечнике. Фактически она подобна тому, как нейроны передают сигналы друг другу в мозге.

Соавтор исследования, профессор Дэвид Виршуп, биолог-онколог и директор Центра онкологических заболеваний.

Телоциты и передача сигналов

Интересная особенность телоцитов – способность образовывать длинные, тонкие нитевидные отростки, известные также как цитонемы. Они напрямую соединяют телоцит со стволовой клеткой. Используя передовые методы визуализации, исследователи наблюдали, что в кишечнике мыши телоциты используют цитонемы для доставки Wnt-рецепторов непосредственно к отдельным стволовым клеткам в крипте.

Ученые также обнаружили, что точки контакта телоцита со стволовыми клетками напоминают синапсы – специализированные соединения, через которые взаимодействуют нейроны, что подчёркивает точность этой системы, сравнимую с точностью работы мозга.

Такого рода прямая межклеточная коммуникация демонстрирует новый уровень точности доставки секретируемых молекул к клетке-мишени. Это яркий пример того, как визуализация в разных масштабах в сочетании с новыми подходами к маркировке белков может раскрыть новые механизмы и изменить научную парадигму.

Доцент Александр Людвиг из Школы биологических наук Национального технического университета Сингапура.

Практическая значимость понимания сигнализации ЖКТ

Нам уже известно, что нарушения в сигнальном пути Wnt способствуют развитию некоторых видов рака толстой кишки. Они же играют роль в развитии хронических воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК), таких как болезнь Крона и язвенный колит.

Это открытие может изменить наш подход к восстановлению тканей и регенеративной медицине. Если мы сможем использовать или восстановить этот точный механизм передачи сигналов, это может повысить эффективность терапии стволовыми клетками и помочь в разработке более целенаправленных методов лечения заболеваний кишечника. Это яркий пример того, как фундаментальная наука влияет на реальный мир.

Профессор Патрик Тан, старший заместитель декана по исследованиям в Университете Дьюка и Национального университета Сингапура, не принимавший участия в исследовании.

Я же давно пишу статьи о том, что ЖКТ и мозг тесно связаны воедино. Но чем больше погружаюсь в биохакинг, тем целостнее выглядит вся работа организма. От ежедневных привычек, которые занимают минут 10, до влияния «процента осознанности» в наших действиях на годы функциональной жизни. Всё это выстраивается в единую структуру, и многие, очень многие её факторы оказываются под нашим личным контролем.

Сам биохакинг перестает быть «поиском волшебной таблетки», как и концепция ЗОЖа уже очень далека от 2 литров воды и 8000 шагов в день. Где прячется истина, почему мышление действительно важно, чего мы не видим на фоне популярности «дофаминовой волны»… Всё это в статьях на канале Neural Hack. Подписывайтесь, чтобы первыми узреть технологическую сингулярность.

Технология преобразования клеток кожи напрямую в нейроны, без промежуточной стадии превращения исходного материала в стволовые клетки🧠

Это не только экономит время, но и многократно увеличивает объем создаваемого вещества.

Учёные провели множество экспериментов по поиску оптимального состава кодирующих генов с целью упрощения и сокращения процесса преобразования клеток.
И в итоге вышли на прямую конверсию, когда пролиферированные клетки становятся крайне восприимчивы к генетическому вмешательству.
Благодаря этому соматические клетки сразу можно превращать в аналоги двигательных нейронов с минимальным количеством преобразований.

Новые клетки демонстрируют обнаруживаемую электрическую активность и кальциевую сигнализацию — то есть, выполняют функции настоящих нейронов.

Прорыв совершили в Массачусетском технологическом институте.

"Мы то, что мы едим" - фраза Гиппократа верна на все сто. Учёные обнаружили, почему панды (хищники) едят в основном бамбук. И как он влияет на их гены. 🧬

Читать пост в закреплённом сообщении телеграм канала