Ученые обнаружили биологический механизм, который объясняет, почему с возрастом организм изнашивается и становится уязвим для онкологических заболеваний, в первую очередь для рака кишечника. Ключевым звеном оказался сбой в системе управления генами в стволовых клетках кишечного эпителия. Самое важное – исследователи экспериментально доказали, что этот опасный процесс можно не только остановить, но и обратить вспять. Подробности – в материале «ФедералПресс».
Как эпигенетический хаос запускает часы старения и рака
Новейшие исследования в области биологии старения указывают на то, что одной из главных причин дряхления организма и развития онкологии является не накопление случайных мутаций в ДНК, а сбой в системе ее «считывания». Речь идет об эпигенетике – сложном слое меток и механизмов, которые определяют, какие гены в клетке активны, а какие «молчат». Этот слой – главный дирижер клеточной судьбы.
Ученые сфокусировались на кишечнике, ткани с одной из самых высоких скоростей обновления в организме. Ее постоянное обновление обеспечивается пулом стволовых клеток-предшественников. Исследователи обнаружили, что с возрастом в этих критически важных клетках наступает то, что они назвали «эпигенетическим хаосом», или «дрейфом АССА». В этой ситуации защитные эпигенетические барьеры рушатся: гены, ответственные за молодость и правильную дифференцировку клеток, неоправданно «выключаются», а опасные онкогены, наоборот, активируются, уточняет Nature Aging.
Удивительно, но идентичная картина эпигенетического распада была обнаружена в тканях злокачественных опухолей толстой кишки. Это прямо указывает на то, что «дрейф АССА» является общей почвой для двух самых грозных процессов – старения и онкогенеза. Процесс развивается очагово: как только эпигенетический сбой возникает в одной из крипт (складок) слизистой кишечника, он быстро захватывает все соседние клетки, создавая обширные зоны «состарившейся» и предраковой ткани.
Глубинной причиной этого хаоса эксперты называют дефицит железа в микроокружении ниши стволовых клеток. Железо является критически важным кофактором для работы ферментов семейства TET. Эти ферменты выступают в роли «эпигенетических корректоров», исправляя ошибки и поддерживая порядок в системе активации генов. Без достаточного количества железа ферменты TET теряют активность, защита ослабевает и механизм старения/рака запускается на полную мощность.
Как обратить опасный процесс вспять
Самое революционное в этом открытии – доказанная обратимость процесса. Исследования проводились на передовых лабораторных моделях – мини-кишечнике (органоидах), выращенном из человеческих клеток. Ученые поставили перед собой задачу не просто наблюдать, а вмешаться.
Экспериментальная терапия была нацелена на две ключевые точки. Во-первых, исследователи восстановили нормальный уровень доступного железа в клеточной нише. Это позволило «включить» заблокированные ферменты TET и возобновить их коррекционную деятельность. Во-вторых, параллельно была активирована важнейшая для жизни стволовых клеток сигнальная молекулярная цепь Wnt, которая с возрастом также подавляется.
Результат превзошел ожидания. Комбинированное воздействие не только остановило распространение «эпигенетического хаоса», но и привело к частичному откату уже произошедших негативных изменений на молекулярном уровне. Клетки в моделях «состарившегося» и предракового кишечника стали демонстрировать признаки омоложения и возврата к нормальной работе.
Это открытие кардинально меняет подход к профилактике возрастных заболеваний и онкологии. Оно смещает фокус с борьбы с последствиями (опухолью) на исправление фундаментальной причины – нарушенной среды и метаболизма стволовых клеток. Теперь ученые видят потенциал в разработке терапевтических стратегий, направленных на коррекцию эпигенетического ландшафта и микроокружения тканей, что открывает путь к созданию принципиально новых методов продления здоровой жизни.
Какой рак остается самым смертоносным в России
Эксперты в области онкологии указывают, что по уровню смертности лидирующие позиции по-прежнему занимают злокачественные новообразования органов дыхания – легких и бронхов. Этот вид рака часто диагностируется на поздних, трудноподдающихся лечению стадиях, что определяет его высокую летальность.
Однако если рассматривать заболеваемость в совокупности, то рак желудочно-кишечного тракта (колоректальный рак и рак желудка) представляет собой колоссальную проблему для системы здравоохранения. В ряде российских регионов, особенно с высоким уровнем индустриализации и специфическими экологическими проблемами, онкология пищеварительной системы выходит на первое место по распространенности. Это делает открытие механизма «дрейфа АССА» в кишечнике особенно актуальным для страны, так как указывает на прямую связь между старением тканей ЖКТ и риском развития смертельного заболевания.
Отдельную тревогу у экспертов вызывает заметное «омоложение» онкологических диагнозов. Международные и российские данные фиксируют рост случаев рака среди молодежи и даже детей. Заболевания крови (лейкозы), опухоли мозга, рак молочной железы и щитовидной железы все чаще встречаются у пациентов младше 30 лет. В молодом организме, характеризующемся ускоренным метаболизмом и активным ростом, онкологические процессы часто протекают более агрессивно, что требует особых протоколов лечения и реабилитации.
Таким образом, борьба с раком и старением сходится в одной точке – необходимости ранней диагностики и превентивного воздействия на самые глубинные клеточные механизмы. Открытие обратимого «эпигенетического хаоса» дает надежду, что в будущем медицина сможет не просто лечить, а предупреждать развитие самых смертоносных заболеваний современности.
Рекомендуем также прочитать на «ФедералПресс» о том, как новое лекарство справляется с устойчивыми формами рака.
Фото: ФедералПресс / Иван Кабанов