Ингибирование интерлейкина-11 улучшило качество и продолжительность жизни мышей

Ученые исследовали роль провоспалительного цитокина интерлейкина-11 в старении мышей. Они обнаружили, что по мере старения грызунов уровень цитокина повышается в разных клетках и тканях, что приводит к набору жировой массы, снижению метаболизма и нарастанию слабости. Стареющие мыши с делецией гена интерлейкина-11 были здоровее мышей дикого типа того же возраста и жили дольше. Ингибирование цитокина с помощью антитела, которое начали вводить грызунам с 75 недели жизни, также улучшило их здоровье и увеличило продолжительность жизни более чем на 20 процентов. Результаты опубликованы в Nature.

Признаками старения организма считаются митохондриальная дисфункция, воспаление и клеточное старение, а также внешние изменения, такие как потеря мышечной массы и слабость. В основе этих процессов лежат нарушения некоторых сигнальных путей — ERK, STK11, AMPK, mTORC1, различные метаболические и иммунные дисфункции. Так, одним из факторов, влияющих на старение, может быть провоспалительный и профиброзный цитокин интерлейкин-11 — его уровень повышается в организмах пожилых людей, а сам он может активировать путь ERK-mTORC1 и другие связанные со старением пути.

Анисса Виджаджа (Anissa Widjaja) из Национального университета Сингапура с коллегами из Австралии, Великобритании, Германии и Сингапура исследовала роль интерлейкина-11 в старении мышей. Сначала ученые обнаружили, что регуляция интерлейкина-11 нарушается в печени, висцеральной жировой ткани и скелетных мышцах стареющих (двухлетних) мышей, что приводит к повышению уровней маркеров старения и нарушению различных сигнальных путей. Аналогичный эффект ученые наблюдали, когда стимулировали человеческие фибробласты и гепатоциты с помощью интерлейкина-11, и когда смоделировали репликативное старение фибробластов.

Затем ученые сравнили мутантных мышей с делецией гена интерлейкина-11 и гена его рецептора с мышами дикого типа. Мутантные мыши в возрасте двух лет выглядели гораздо лучше двухлетних мышей дикого типа: они демонстрировали меньше тремора, вестибулярных нарушений и нарушений походки, а их шерсть лучше сохраняла цвет. Также мышечная сила и масса мышей с делецией были выше — причем как в пожилом, так и в молодом возрасте. По мере старения у мышей дикого типа повышались уровни АСТ, АЛТ, холестерина и триглицеридов в сыворотке, в то время как у мутантных мышей этот процесс происходил медленнее. Также у мышей с делецией не ухудшались показатели углеводного обмена, в отличие от мышей дикого типа, а в их печени была снижена экспрессия провоспалительных генов и генов синтеза жирных кислот. Таким образом, здоровье мышей с делецией гена интерлейкина-11 или его рецептора с возрастом ухудшалось медленнее по сравнению с мышами дикого типа, а некоторые положительные эффекты отсутствия интерлейкина-11 были заметны даже на молодых мышах.

Чтобы выяснить, как ингибирование интерлейкина-11 во взрослом возрасте повлияет на здоровье и продолжительность жизни мышей, исследователи стали вводить мышам дикого типа антитело, блокирующее интерлейкин-11, — X203. Контрольным мышам вводили иммуноглобулин (IgG), либо не вводили ничего. Терапию начинали на 75 неделе и продолжали до смерти грызунов. У стареющих мышей (с 75 по 100 неделю жизни) без лечения или у тех, кто получал IgG, постепенно усиливался тремор и нарушалась походка. С мышами, которым вводили X203, этого не происходило. Также к сотой неделе мышечная масса грызунов из экспериментальной группы была выше, чем у контрольных, и даже выше, чем у 75-недельных мышей в начале эксперимента, а общая и жировая масса — ниже. У мышей, получавших ингибитор, к концу исследования снизились уровни холестерина, триглицеридов и интерлейкина-6 в сыворотке и маркеров повреждения в печени, тогда как у контрольных мышей эти показатели увеличились. Также у стонедельных контрольных мышей были истощены теломеры и снижено число копий мтДНК по сравнению с мышами, которым вводили антитело.

В заключение исследователи сравнили продолжительность жизни мышей, которым с 75 недели вводили X203, и мышей, которым вводили IgG. Как самки, так и самцы, получающие антитело против интерлейкина-11, прожили дольше контрольных мышей-однопометников. Средняя продолжительность жизни грызунов, получавших X203, составила 155,6 недели, а тех, кто получал IgG, — 120,9 недели. Аналогичную увеличенную продолжительность жизни продемонстрировали мыши с делецией Il11 — по сравнению с контролем дикого типа. Кроме того, ученые обнаружили, что как терапия X203, так и делеция гена интерлейкина-11 значительно снижали количество опухолей у пожилых мышей — это важно, поскольку рак является частой причиной смерти старых грызунов.

Авторы пришли к выводу, что провоспалительный цитокин действительно играет роль в старении, модулируя различные сигнальные пути, а его ингибирование с помощью антитела X203 может замедлять процессы, связанные со старением. Такая терапия сейчас находится на начальных стадиях клинических испытаний — ее тестируют для лечения фибровоспалительных заболеваний. И, по мнению авторов, в будущем она может стать потенциальным подходом к улучшению качества жизни и ее продлению у человека.

Ранее мы рассказывали о том, как ученым сразу из двух групп удалось продлить жизнь здоровых мышей с помощью эпигенетического репрограммирования клеток.