Сердечные стимуляторы избавили печень мышей от старых клеток

Международная группа ученых обнаружила еще одну группу веществ, которые могут работать как сенолитики, то есть убивать старые клетки в тканях. Это сердечные гликозиды — препараты, которые в малых дозах стимулируют сокращение сердечной мышцы, а в больших становятся ядом. Преимущество новообнаруженных сенолитиков в том, что они действуют на разные типы старых клеток, а также могут предупредить возникновение опухолей. Работа опубликована в журнале Nature Metabolism.

Старение сопровождается накоплением в тканях сенесцентных, или старых (хотя более точный перевод был бы «дряхлые») клеток. Они не размножаются, но и не умирают, а также выделяют провоспалительные вещества, которые привлекают в ткань иммунные клетки. Все это пагубно сказывается на работе отдельных органов. Поэтому в последнее время сразу несколько научных групп занялись поиском сенолитиков — препаратов, которые могли бы очистить ткань от этих клеток.

Сенолитики удобно искать среди готовых медицинских препаратов, про которые уже известно, в каких дозах и для каких тканей они безопасны или токсичны. Поэтому, например, многие из уже известных сенолитиков — это противоопухолевые лекарства, например, дазатиниб. Или, например, вещества растительного происхождения, которые давно изучают в других контекстах — кверцетин, куркумин, фисетин.

Однако проблема со многими сенолитиками в том, что они избирательно действуют только на некоторые типы тканей. Поэтому их можно использовать для лечения конкретных болезней, вызванных накоплением старых клеток в отдельных органах (например, воспаления суставов), но для продления жизни в целом они могут оказаться бесполезны.

Ана Герреро (Ana Guerrero) с коллегами из Англии и Германии проверила 1280 фармакологических препаратов на способность уничтожать сенесцентные клетки. В качестве мишени они выбрали клетки с оверэкспрессией RAS: это известный онкоген, а его гиперактивность часто заставляет клетку досрочно состариться, чтобы не превратиться в опухолевую. Среди наиболее эффективных препаратов оказался уабаин (он же строфантин) — алкалоид из африканских растений.

Чтобы проверить универсальность уабаина, исследователи взяли еще одну модель старения: они обрабатывали клетки этопозидом — это вещество, которое мешает клетке ремонтировать свою ДНК, в результате чего она накапливает повреждения и стареет. И в этой ситуации уабаин тоже оказался эффективен — в живых осталось лишь около 25 процентов старых клеток.

Как именно уабаин осуществляет свое действие, понятно не до конца. Известно, что, как и все сердечные гликозиды, он блокирует работу Na/K-АТФазы — фермента, с помощью которого клетка поддерживает необходимые концентрации ионов внутри и снаружи от мембраны. Ученые обнаружили, что в сенесцентных клетках концентрации ионов изначально отличаются от здоровых клеток, поэтому, вероятно, первые менее устойчивы к блокаде фермента.

Известно, что удаление сенесцентных клеток из тканей благоприятно сказывается на здоровье животного в целом. Поэтому исследователи проверили, что происходит с организмом пожилых (2 года) мышей, если им регулярно вводить уабаин в небольших дозах. По сравнению с контрольными мышами, у экспериментальных животных исчезли некоторые признаки старения: в крови повысилась концентрация альбумина и фосфатов, усилился мышечный хват и они стали дольше удерживаться на вращающейся планке — показатель двигательной активности и координации. В их почках, печени и сердце снизилось число сенесцентных клеток, а также иммунных клеток — то есть сенолитик справился не только с количеством клеток, но и с последствиями их активности.

Сенесцентные клетки и опухолевые клетки связаны сложной сетью взаимодействий. С одной стороны, сенесцентные клетки вызывают воспаление, разрушение и перестройку ткани, что удобно опухолевым клеткам для размножения. С другой стороны, опухолевые клетки создают некомфортные условия для жизни своих соседей по ткани, в результате чего те стареют. Когда мы пытаемся бороться с опухолью с помощью радио- или химиотерапии, «мирные» жители ткани тоже испытывают стресс и стареют — чем помогают выжить раковым клеткам.

Поэтому авторы работы предложили свою двухступенчатую модель борьбы с раком: сначала курс химиотерапии, который вызывает старение клеток, в том числе и опухолевых, а потом «удар» уабаином, который вычищает сенесцентные клетки из ткани. Свой метод они опробовали на культуре клеток рака кишечника, груди и меланомы — в живых остались порядка 10 процентов клеток.

Таким образом, сенолитики оказываются потенциально многофункциональными лекарствами. С одной стороны, они могут справиться с нарушением работы отдельных тканей, с другой — улучшить состояние организма в целом, с третьей — помочь не только бороться с раком, но еще и предупредить его — поскольку действуют на клетки, которые стали сенесцентными из-за оверэкспресии онкогенов.

Несмотря на сложные и не до конца ясные механизмы действия, сенолитики очень быстро движутся из лаборатории в клинику. В 2016 году появились серьезные основания считать, что они могут улучшить здоровье и продлить жизнь лабораторным животным, и всего через три года мы видим итоги клинических испытаний, согласно которым они уничтожают сенесцентные клетки и в организме пациентов, страдающих разнообразными возрастными болезнями.

Полина Лосева