„Лудата“ идея на двама докторанти и големият пробив в стареенето, който предизвика
Случаен разговор между двама докторанти бързо прераснал в научна работа, предизвикваща революция в знанията за стареенето на клетките и множество заболявания, произтичащи от това. Започнала междулабораторна работа, която открива аптамери, способни да се свързват с уникални повърхностни протеини на стареещи клетки. Science Daily коментира статия в списание Aging Cell за новия метод на Изследователи от клиниката Майо, за маркиране на стареещи клетки.
Т. нар. „зомби“ клетки, са тези, които са свързани със стареенето и множество заболявания, но откриването им в живите тъкани е изключително трудно. Изследователи от клиниката Майо са осъществили качествен напредък, като са използвали аптамери – малки, променящи формата си ДНК молекули – за да маркират селективно тези неуловими клетки.
Случайно осъществена студентска идея довежда до нов метод, базиран на аптамери, за локализиране на стареещи зомби клетки и усъвършенстване на бъдещи терапии за стареенето.
Една потенциална стратегия за лечение на широк спектър от заболявания включва фокусиране към стареещите клетки. Тези клетки – наричани още „зомби клетки“ – спират да се размножават, но не успяват да се изчистят от организма, както обикновено правят здравите клетки. Те се появяват при много състояния, включително рак, болест на Алцхаймер и по време на процеса на стареене. Въпреки че учените работят върху начини за елиминиране или възстановяване на тези клетки, основно предизвикателство е откриването им в живата тъкан, без да се нарушават близките здрави клетки.
Изследователи от клиниката Майо използва „аптамери“ – къси отрязъци от синтетична ДНК, които се сгъват в триизмерни структури. Тези структури могат да се прикрепят към протеини, намиращи се по външните повърхности на клетките. В експерименти с миши клетки екипът идентифицира няколко редки аптамера, избрани от повече от 100 трилиона случайни ДНК последователности, които са способни да разпознават специфични повърхностни протеини и да маркират стареещи клетки.
„Този подход установява принципа как технологията на аптамерите, която може да се използва за разграничаване на стареещи клетки от здрави“, разказва биохимикът и молекулярен биолог д-р Джим Махер III (Jim Maher III), главен изследовател на изследването. „Въпреки че това проучване е първа стъпка, резултатите показват, че подходът би могъл евентуално да се приложи и към човешките клетки“.
Случаен разговор, който предизвиква сътрудничество
Идеята, от която тръгва този проект, се заражда, когато докторант от клиниката Майо споделя необичайна мисъл по време на непринуден разговор със състудент.
Кийнън Пиърсън (Keenan Pearson), доктор на науките, който наскоро получава дипломата си от Висшето училище по биомедицински науки към клиниката Майо, е работил с д-р Махер върху това как аптамерите могат да се използват за невродегенеративни заболявания или рак на мозъка.
Междувременно, няколко етажа по-горе, докторантката Сара Джаким (Sarah Jachim) изучава в лаборатория стареещите клетки и стареенето.
Пътищата им се пресичат на научна среща, където обменят идеи за своите дипломни проекти. Д-р Пиърсън се пита дали аптамерите могат да бъдат адаптирани за откриване на стареещи клетки.
„Мислех, че идеята е добра, но не знаех за процеса на подготовка на стареещи клетки, за да ги тествам, а това бе експертната област на Сара“, разказва д-р Пиърсън, който става водещ автор на публикацията.
В подкрепа смела студентска идея
Студентите представят концепцията си на своите ръководители и на изследователя д-р Дарън Бейкър (Darren Baker), чиято работа е съсредоточена върху терапиите със стареещи клетки. Д-р Махер си спомня, че идеята първоначално му се е сторила „налудничава“, но си струва да бъде проучена. И тримата ментори да явяват че ще проверят предположението.
„Честно казано, харесва ни, че това бе студентска идея и истинска синергия между две изследователски области“, коментира д-р Махер.
Тъй като ранните експерименти дават обещаващи резултати, двамата привличат още студенти от своите лаборатории. Те добавят нови техники, включително усъвършенствана микроскопия и допълнителни видове тъкани.
„Стана окуражаващо да положим повече усилия“, казва д-р Джаким, „защото можехме да кажем, че това е проект, който ще успее.“
Нови данни за разпоанаване на стареещите клетки
Освен че предоставя метод за маркиране, изследването предлага поглед върху биологията на стареещите клетки.
„Към днешна дата няма универсални маркери, които да характеризират стареещите клетки“, обяснява д-р Махер. „Нашето проучване бе създадено с отворен край относно целевите повърхностни молекули на стареещите клетки. Красотата на този подход е, че позволяваме на аптамерите да избират молекулите, с които да се свържат.“
Екипът открива, че няколко аптамера се прикрепят към вариант на протеин, наречен фибронектин, на повърхността на миши клетки. Учените все още не знаят как този вариант на фибронектин е свързан със стареенето. Откритието му обаче предполага, че аптамерите могат да помогнат за идентифициране на характеристики, уникални за стареещите клетки.
Приложения в живота в защита на човешкото здраве и дълголетие
Ще е необходима още работа, за да се намерят аптамери, които могат надеждно да откриват стареещи клетки в човешка тъкан. Ако аптамерите могат да бъдат адаптирани за тази цел, те евентуално биха могли да бъдат използвани за доставяне на лечение директно до тези клетки. Д-р Пиърсън отбелязва, че аптамерите са по-евтини и по-гъвкави от традиционните антитела, които обикновено се използват за разграничаване на един клетъчен тип от друг.
„Този проект демонстрира новаторска концепция“, отбелязва д-р Махер. „Бъдещите изследвания могат да разширят подхода до приложения, свързани със стареещите клетки при човешки заболявания.“
Справка: Keenan S. Pearson, Sarah K. Jachim, Caroline D. Doherty, Brandon A. Wilbanks, Luis I. Prieto, Maria Dugan, Darren J. Baker, Nathan K. LeBrasseur, L. James Maher. An Unbiased Cell‐Culture Selection Yields DNA Aptamers as Novel Senescent Cell‐Specific Reagents. Aging Cell, 2025; 24 (11) DOI: 10.1111/acel.70245
Петър Димитров
–––––––––––––––––––––––––––––––––
Източник: A new tool to find hidden ‘zombie cells’, Kate Ledger
