Полина Лосева - Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться

Сами по себе стволовые клетки в большей степени устойчивы к старению, чем их потомки. В состоянии покоя [224] Pavlidou T. et al. Metformin Delays Satellite Cell Activation and Maintains Quiescence // Stem Cells International. 2019 Apr; 2019: 5980465. они производят меньше свободных радикалов, синтезируют меньше белков и не копят внутриклеточный мусор, да и аутофагия у них работает эффективнее [225] Solanas G. et al. Aged stem cells reprogram their daily rhythmic functions to adapt to stress// Cell. 2017 Aug; 170 (4): 678–692. E20. . Но стоит им "проснуться", как обмен веществ ускоряется, начинается деление, и поломок в клетке становится больше. Кроме того, стволовые клетки очень чувствительны к своей нише и стареют в ответ на ее повреждения – например, если окружающий матрикс распадается на маленькие кусочки или если сенесцентные соседи [226] Ahmed A. S. I., Sheng M. H. C., Wasnik S., Baylink D. J., Lau K.-H. W. Effect on aging on stem cells // World Journal of Experimental Medicine. 2017 Feb; 7 (1): 1–10. заражают их старостью, выделяя SASP.

Поэтому если мы вглядимся в стволовые клетки стареющей ткани, то увидим среди них, как в толпе людей, целый спектр возрастов. Кто-то еще способен размножаться, кто-то уже нет, кто-то начал дифференцироваться раньше времени. Например, недавно в гиппокампе (одна из немногих зон головного мозга, где клетки еще могут делиться) обнаружили [227] Martín‐Suárez. S., Valero J., Muro‐García. T., Encinas J. M. Phenotypical and functional heterogeneity of neural stem cells in the aged hippocampus // Aging Cell. 2019 Apr; 18 (4): e12958. внутри стволовых клеток две разные по свойствам группы: одни здоровые и могут размножаться, а вторые остаются невозмутимыми, как бы их не пытались заставить исполнять свои обязанности. Однако, если создать для клеток первой группы стрессовые условия – например, подействовать на них провоспалительными белками, – они быстро теряют работоспособность и превращаются в клетки второй группы. И в стареющем мозге вторые начинают доминировать над первыми.

Чтобы ни происходило в ткани, результат всегда одинаков: стволовых клеток, готовых к делению, становится все меньше. Поэтому, например, у людей старше 60 лет встречается [228] Udroiu I. & Sgura A. Rates of erythropoiesis in mammals and their relationship with lifespan and hematopoietic stem cells aging // Biogerontology. 2019 Mar; 20: 445–456. так называемая анемия пожилых – стволовых клеток крови не хватает, чтобы произвести нужное количество красных кровяных телец. По этой же причине с возрастом может развиться [229] Nicaise A. M. et al. Cellular senescence in progenitor cells contributes to diminished remyelination potential in progressive multiple sclerosis // PNAS. 2019 Apr; 116 (18): 9030–9039. состояние, подобное рассеянному склерозу – заболеванию, в ходе которого гибнут клетки, изолирующие нейроны от окружающей ткани. Чаще всего эта гибель вызвана атакой иммунной системы, но в пожилом возрасте может оказаться, что предшественников для клеток-изоляторов просто недостаточно, и возникают похожие симптомы.

На первый взгляд стволовые клетки могут показаться многообещающим средством борьбы со старостью. Они стали частью стратегии Обри ди Грея и других борцов со старением, их рекламируют клиники и даже добавляют в "омолаживающую" косметику. Идея проста: коль скоро тканевые резервы иссякают, а выращивать новые органы мы, за редкими исключениями, пока не умеем, то можно просто ввести в организм стволовые клетки, и они сами заменят изношенные ткани.

Но эта стратегия едва ли приведет нас к успеху. Проблема в том, что для того, чтобы клетки не вызвали иммунного ответа, они должны принадлежать самому пациенту. То есть необходимо забрать собственные клетки у человека, размножить их и вернуть обратно. Но чем старше становится человек, тем меньше у него клеток, которые еще способны размножаться. В сердце млекопитающего примерно на 1000–2000 мышечных клеток приходится [230] Lewis-McDougall F. et al. Aged‐senescent cells contribute to impaired heart regeneration // Aging Cell. 2019 Mar; 18 (3): e12931. лишь одна стволовая, и только около 1 % стволовых клеток реально участвует в восстановлении ткани, а к 80 годам больше половины из них превращаются в сенесцентные. Поэтому добыть нужное количество, скорее всего, не получится.

К тому же для того, чтобы стволовые клетки прижились в ткани, их нужно поместить прямо в нишу или хотя бы проследить за тем, чтобы они туда добрались. Это неплохо работает в тех случаях, когда мы точно знаем, где именно должны находиться стволовые клетки, и можем их туда ввести – так сейчас делают с кожей или суставным хрящом. А вот с более сложными органами вроде печени или почки мы не сможем этого добиться, не нарушая структуру органа. Поэтому "омолодить" с помощью стволовых клеток можно далеко не любую ткань.