Ученые усомнились в механизме действия «омолаживающего» белка крови

27.05.201516860

Результаты нового исследования показали, что белок, содержащийся в крови молодых мышей, вместо того, чтобы омолаживать организм пожилых животных, выполняет противоположную функцию.

Похоже, что поиск источника молодости возвращается на круги своя, по крайней мере, для тех ученых, кто пытается найти его в крови человека. Результаты нового исследования ставят под сомнение предыдущие данные, свидетельствующие о том, что мышцы старого животного можно «омолодить» с помощью крови, полученной от молодого животного.

В течение десятилетий ученые стремились понять, каким образом парабиоз оказывает омолаживающие эффекты на организм, например, при искусственном объединении кровеносной системы молодой и пожилой мыши. При наблюдении за животными у исследователей возникало ощущение, что кровь молодой мыши омолаживала организм пожилой мыши, восстанавливая ее истощенные мышцы и ослабленные когнитивные способности. Основываясь на этих результатах, по крайней мере одна компания пытается воспроизвести вышеописанный эффект у человека, используя плазму крови здоровых молодых людей с целью излечения пациентов с болезнью Альцгеймера.

В 2013 г. исследовательская команда под руководством Эми Уэйджерс (Amy Wagers), исследователя стволовых клеток из Гарвардского Университета в Кембридже (Harvard University, США), предложила возможное объяснение стимулирующего эффекта молодой крови на организм [1]. Ученые продемонстрировали, что концентрация белка GDF11 в крови мышей снижается по мере того, как животные становятся старше. Когда исследователи вводили белок в сердечную мышцу пожилых мышей, сердце животных становилось «моложе»: его мышечная стенка становилась тоньше тоньше, повышалась насосная функция. Два последующих исследования, проведенные Уэйджерс и ее коллегами, показали, что белок GDF11 усиливает рост новых кровеносных сосудов и нейронов в головном мозге животных [2], а также стимулирует стволовые клетки на восстановление скелетных мышц в области травмы [3].

Загадка омоложения

Эти результаты были использованы при объяснении омолаживающего эффекта переливания крови молодых животных в организм пожилых животных. Но это объяснение многим показалось невразумительным, поскольку белок GDF11 высоко гомологичен белку миостатину, который препятствует дифференцировке мышечных стволовых клеток, то есть оказывает эффект, противоположный эффекту, описанному Уэйджерс и ее исследовательской командой.

Поэтому, по словам Дэвида Гласса (David Glass), исполнительного директора группы мышечных заболеваний из Институтов Биомедицинских Исследований Новартис (Novartis Institutes for Biomedical Research, США), когда в прошлом году было продемонстрировано, что белок GDF11 помогает восстановить мышцы, эти результаты оказались неожиданными для научного сообщества.

Целью Гласса и его коллег было определить, почему белок GDF11 оказывает этот выраженный эффект. Во-первых, они протестировали антитела и другие реагенты, которые исследовательская команда под руководством Уэйджерс использовала для измерения концентраций белка GDF11. Результаты их исследований показали, что эти реагенты не могли дифференцировать миостатин и GDF11. Когда исследовательская команда из Института Биомедицинских Исследований Новартис использовала более специфичный реагент для измерения концентраций белка GDF11 в крови крыс и человека, то оказалось, что концентрация белка GDF11 на самом деле не снижается, а повышается по мере старения организма. Аналогичным образом изменяется концентрация миостатина в крови. Это противоречит результатам, полученным научной группой Уэйджерс.

Затем исследовательская команда Гласса использовала комбинацию реагентов для повреждения скелетных мышц мыши, после чего ученые регулярно вводили животным дозу белка GDF11, в 3 раза превышающую дозу, вводимую научной группой Уэйджерс. Результаты исследования показали, что белок GDF11 вместо того, чтобы регенерировать мышцу, наоборот, усилил степень ее повреждения, ингибировав мышечную способность к самовосстановлению. Полученные данные были опубликованы 19 мая в журнале Cell Metabolism [4].

По словам Гласса, не смотря на то, что результаты исследования его научной группы не объясняют, почему парабиоз эффективен, они могли бы помочь объяснить механизм действия экспериментального лекарственного препарата бимагрумаба, предлагаемого компанией Novartis для лечения мышечной слабости и истощения. Препарат, который в настоящее время проходит клинические испытания, блокирует работу миостатина, и, возможно, белка GDF11.

Тщательное изучение

Томас Рандо (Thomas Rando), специалист в области биологии стволовых клеток из Стэнфордского Университета в Калифорнии (Stanford University, США), высоко оценил внимание к деталям в методах, использованных Глассом и его командой. Ученые подтвердили первоначальные представления специалистов, существовавшие до исследований Уэйджерс и ее коллег. По словам Рандо, если бы результаты исследования Гласса были опубликованы первыми, то они не были бы такими неожиданными.

Однако, Уэйджерс отстаивает результаты, полученные ее исследовательской командой. По ее словам, несмотря на то, что на первый взгляд, данные, полученные научной группой из Novartis, противоречат результатам исследований ее команды, в организме могут существовать несколько форм белка GDF11. Возможно, с возрастом снижается концентрация только одной формы этого белка. По словам Уэйджерс, в обеих статьях отмечается, что слишком низкая или, наоборот, слишком высокая концентрация белка GDF11 может быть вредной для организма. Кроме того, научная группа из Novartis в большей степени повреждала мышцы животных, а затем обрабатывала их более высокой концентрацией белка GDF11, чем исследовательская команда Уэйджерс, поэтому нельзя непосредственно сопоставлять результаты этих исследований.

По словам Уэйджерс, она с нетерпением ждет результатов дополнительных исследований, которые должны будут объяснить различия между данными, полученными двумя научными группами.

Рандо надеется, что теперь исследователи более детально изучат данные о том, что белок GDF11 влияет на рост нейронов и кровеносных сосудов в головном мозге [2]. «Я не знаю, результаты какого исследования выдержат проверку временем», – комментирует Рандо.

Кровь молодых животных способствует регенерации мышц пожилых животных, но исследователям пока не известен механизм, лежащий в основе этого эффекта. (фото: Getty Images)

По материалам NatureNews

Оригинальная статья: Nature doi:10.1038/nature.2015.17583

Литература:
1. Loffredo, F. S. et al. Cell 153, 828–839 (2013).
2. Katsimpardi, L. et al. Science 344, 630–634 (2014).
3. Sinha, M. et al. Science 344, 649–652 (2014).
4. Egerman, M. A. et al. Cell Metab. http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2015.05.010 (2015).


Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей