Разработан новый метод омоложения старых и поврежденных клеток человека

Ученые из Техасского университета A&M, возможно, нашли способ остановить или даже обратить вспять снижение выработки энергии в клетках – открытие, которое может существенно повлиять на развитие медицины. Команда кафедры биомедицинской инженерии создали новый подход, позволяющий доставлять в поврежденные клетки дополнительные митохондрии. Это помогает вернуть нормальный уровень энергетического производства и значительно улучшает состояние клеток.

Падение активности митохондрий связано со старением, сердечно-сосудистыми патологиями и нейродегенеративными расстройствами. Усиление естественного механизма обновления митохондрий может стать ключом к борьбе с такими заболеваниями. Когда клетки организма стареют или повреждаются – например, при болезни Альцгеймера или под воздействием токсичных веществ, включая химиотерапию, – они утрачивают способность вырабатывать энергию. Причина в уменьшении числа митохондрий, крошечных структур, обеспечивающих основную часть клеточной энергии. Меньше митохондрий – хуже здоровье клеток, будь то нейроны или мышечные клетки, вплоть до потери ими способности нормально работать.

В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые использовали сочетание микроскопических частиц, называемых наноцветами, и стволовых клеток. Под воздействием наноцветов стволовые клетки начинали производить в два раза больше митохондрий, чем обычно. Когда такие "усиленные" клетки располагали рядом с поврежденными или стареющими клетками, они передавали им избыток митохондрий.

Получив новые митохондрии, поврежденные клетки восстанавливали производство энергии и нормальное функционирование. Они демонстрировали более высокий уровень энергетического обмена и были устойчивее к клеточной гибели даже после воздействия вредных факторов, например химиотерапии. Хотя клетки и в обычных условиях могут обмениваться митохондриями, стволовые клетки, обработанные наноцветами – которые получили название "митохондриальные биофабрики" – передавали поврежденным клеткам в два-четыре раза больше митохондрий, чем необработанные.

Существуют и другие способы повысить количество митохондрий, однако у них есть серьезные ограничения. Медикаменты требуют регулярного многократного приема, так как их мелкие молекулы быстро выводятся из клетки. Крупные наночастицы, напротив, дольше остаются внутри клетки и продолжают стимулировать образование митохондрий. Это означает, что терапевтические средства, созданные на основе такой технологии, могут потребовать лишь редкого введения.

Наноцветы производятся из дисульфида молибдена – неорганического материала, который способен формировать различные двумерные микроскопические структуры. Стволовые клетки давно рассматриваются как перспективный инструмент регенеративной медицины. Использование наноцветов для усиления их функций может стать важным шагом к повышению эффективности таких методов лечения. Одно из ключевых преимуществ новой технологии – ее возможная универсальность. Хотя механизм еще требует дальнейшего изучения, теоретически его можно адаптировать для восстановления нарушенных функций в самых разных тканях организма.