Ампаро Толоса, Новини за медицинската генетика

предлагат

Проучване на мишки разкрива, че диетичните ограничения предлагат възможности за лечение на синдроми на ускорено стареене. Изображение: jinterwas (CC BY 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).

Изследване на моделни мишки с преждевременно стареене повишава калоричните ограничения като възможно лечение на онези човешки състояния, при които се наблюдава ускорено стареене и предоставя нови улики за причините за заболявания, свързани със стареенето.

През последните години различни проучвания предоставиха доказателства, че ограничаването на диетата е свързано с увеличаване на продължителността на живота при различни видове. Въпреки че молекулните основи на тази връзка не са напълно характеризирани, данните подкрепят съществуването на влияние от стабилността на наследствения материал и механизмите за възстановяване на ДНК, отговорни за поддържането му.

Моделираните животни с прогероидни синдроми (на ускорено стареене), причинени от промени в механизмите за възстановяване на ДНК, развиват спонтанно ограничаване на диетата, въпреки че са потиснали растежа си. Това накара изследователите да се замислят дали подлагането на животни с това състояние на ограничение на храната може да бъде от полза, въпреки че растежът им очевидно е компрометиран и те показват слабост.

За да отговори на този въпрос, екипът използва линия мишки с дефицит на гена Ercc1, който участва в възстановяването на ДНК. Мутантните мишки Ercc1 показват характеристики на ускорено стареене, които ограничават продължителността на живота си в сравнение с нормалните мишки. Чрез постепенно намаляване на калорийния прием на тези мишки (достигайки до 30% по-малко) изследователите отбелязват, че продължителността на живота на животните се увеличава и няколко от симптомите на ускорено стареене се забавят. Освен това тези мишки запазват двигателната функция за по-дълго и поддържат 50% повече неврони в сравнение с тези, при които храненето не е ограничено.

Механизмите за възстановяване на ДНК са свързани със стареенето. Изображение: Том Еленбергер, Медицинско училище във Вашингтонския университет.

За да тестват резултатите в различен контекст, изследователите прилагат диетични ограничения в друг модел на прогероиден синдром. Диетичните ограничения при мутантни мишки за гена Xpg, също участващи в възстановяването на ДНК и отговорни за състояние, подобно на синдрома на Cockayne при хората, дават същите резултати: подобряване на симптомите и увеличаване на продължителността на живота.

От резултатите от различни клетъчни и генетични експерименти изследователите установяват, че диетичните ограничения запазват нервната функция и стабилността на генома. Данните показват, че диетичните ограничения увеличават устойчивостта към клетъчен стрес, причинен от промяната на механизмите за възстановяване на ДНК, подобряват антиоксидантната защита и променят различни молекулярни пътища, свързани с метаболизма. Тези промени пренасочват тялото (и нервните клетки) към отбранително състояние, при което енергията се използва за поддържане и защита срещу увреждане на ДНК вместо растеж.

Според Ян Хоеймайкърс, професор в медицинския център „Еразъм“ и ръководител на работата, диетичните ограничения също могат да действат при деца, засегнати от ускорено стареене. „Предишни проучвания показват, че възстановителната система при мишки работи по същия начин, както при хората. Има само 5% разлики в гените за възстановяване на ДНК между мишките и хората и те дори са подобни на възстановителните гени в маята за хляб “, казва изследователят. „Ако гените едва са се променили за 1 милиард години и се предават много точно, те са изключително жизненоважни за оцеляването. Освен това, диетичните ограничения забавят стареенето в много други организми, включително дрожди. Така че можете да се обзаложите в къщата си, че това, което открием при мишки, ще работи и при хората. "

Hoeijmakers посочва, че в дългосрочен план проучването може да бъде полезно за предотвратяване на болестта на Алцхаймер или Паркинсон. „Разработихме мишка, която показва, че стареенето е основната причина за много от тези често срещани заболявания и че системата за възстановяване на ДНК е от решаващо значение за това. Още повече причина да разследваме повече за това “, заключава той.

Успоредно с тяхната полезност при разработването на лечения за заболявания с ускорено стареене, използваните модели на работа могат да бъдат много полезни за разработването на подходи против стареене, алтернативи на ограничаването на калориите и изследване на дългосрочните ефекти на храненето.

Справка: Vermeij WP, et al. Ограниченото хранене забавя ускореното стареене и геномния стрес при мишки с дефицит на ДНК-възстановяване. Природата. 2016 г. 24 август. Doi: 10.1038/nature19329.