Память мышей омолодили инъекциями плазмы из человеческой пуповины

Калифорнийские ученые выяснили, что белок из плазмы крови пуповины людей TIMP2 обладает омолаживающим эффектом, значительно восстанавливая активность гиппокампа. Старые мыши, получавшие дозу такого белка, начинали лучше запоминать лабиринты, поддаваться обучению и вспомнили, как строить гнезда. Исследование опубликовано в Nature.

Старение приводит к изменениям в тканях мозга, которые затрагивают его когнитивные функции и могут приводить к различным неврологическим заболеваниям. С возрастом, в частности, снижается активность гиппокампа — области мозга, ответственной за пространственную и эпизодическую память. Были проведены эксперименты, показывающие, что при переливании плазмы крови от юных особей к пожилым в тканях гиппокампа наблюдаются омолаживающие процессы. При этом активируется работа генов, которые с возрастом прекращали работать, но было неизвестно, какие факторы плазмы в этом участвуют.

Ислледователи из Стэнфордского университета в течение двух недель внутривенно вводили плазму крови из пуповины новорожденных, людей 19-24 лет и людей 61-82 лет трем группам мышей, которые по возрасту примерно соответствовали пятидесятилетнему человеку. Выяснилось, что первая группа мышей изменилась сильнее всего — они стали легче запоминать сложные лабиринты и вновь научились строить гнезда — это способность, которую старые мыши теряют с возрастом. Активность гиппокампа у них значительно увеличилась, причем изменения были высокоспецифичными — они касались только этой области, а, например, в амигдале и в моторной коре подобных процессов не наблюдалось. У второй группы мышей тоже наблюдались некоторые изменения в поведении, но в гораздо меньшей степени, а у третьей группы улучшений не проявилось.

Проанализировав общие у мышей и людей белки плазмы пуповины, ученые выбрали те из них, концентрация которых существенно меняется с возрастом, и которые потенциально могли бы взаимодействовать с гиппокампом. Они работали с несколькими кандидатными белками, выделяя их из плазмы пуповины и повторяя эксперимент с мышами — вводя им теперь только эти белки в отдельности. Наилучший результат показал белок TIMP2 (ингибитор металлопротеиназы 2). Старые мыши, получившие дозу этого белка, значительно восставливали активность гиппокампа, что подтверждалось за счет серии тестов на память, обучение и пластичность мозга — в частности, на способность проходить лабиринт Барнса. На биохимическом уровне наблюдались появление в гиппокампе маркера cFos (который пропадает с возрастом и, по-видимому, участвует в восстановлении памяти) и активация тучных клеток (гранулярных нейронов гиппокампа). При отсутствии TIMP2 в плазме омолаживающих эффектов в гиппокампе не наблюдалось. Выяснилось также, что при инъекции антител к этому белку активность гиппокампа у молодых мышей снижается — в частности, ухудшается их пространственная память, и они впадают в своего рода «старческое слабоумие». Таким образом, были подтверждены ключевая роль TIMP2 в деятельности гиппокампа юных мышей и его омолаживающий эффект для старых особей. Механизм действия этого белка пока неизвестен, и изучение его — следующий важный этап исследований.

Омоложение организма не является самой популярной и активно финансируемой областью современных научных исследований, но несмотря на это, сообщения о ее достижениях в последнее время участились. Недавно мы рассказывали о положительных результатах пересадки кишечных бактерий у рыб и яичников у мышей. О разных проектах, касающихся потенциальных омолаживающих способностей плазмы мы тоже уже писали раньше. В 2014 году в ходе подобных исследованиях было показано, что восстановление функций скелетных мышц у старых мышей достигается за счет действия фактора роста GDF11, причем работа подверглась критике, но была подтверждена последующими экспериментами. В данный момент в Южной Корее проводится исследование о влиянии плазмы крови пуповины на память людей старше 55 лет. Оно завершится в августе. Одна из проблем таких исследований - возможные побочные эффекты, сообщают ученые. Так, например, плазма «юной» крови содержит факторы росты, которые потенциально могут стимулировать развитие онкологических заболеваний у пожилых людей, поэтому нельзя заведомо считать ее полностью безопасным волшебным эликсиром. Однако исследования, касающиеся конкретных белков, открывают замечательные перспективы в разработке лекарственных средств, которые могут позволить, например, замедлить деградацию когнитивных свойств головного мозга пожилых людей.

Анна Казнадзей