Грудь стареет первой

Ученые разработали новый метод определения биологического возраста тканей человека



Ученые утверждают, что женская грудь старше других органов

Ученые утверждают, что женская грудь старше других органов

iStockPhoto
Новый метод определения биологического возраста тканей человека, который основан на измерении уровня метилирования ДНК, испытывают ученые. Согласно этому методу, раковые клетки старше здоровых, а ткань молочной железы стареет быстрее, чем остальной организм.

Метилирование ДНК (присоединение метильной группы CH3 к азотистому основанию цитозину) — это естественная химическая модификация молекулы, не приводящая к изменению ее последовательности, то есть не мутация. Тем не менее метилирование влияет на работу многих генов, это один из важнейших способов ее регуляции.

Метилирование держит в узде те гены, которые не должны работать в данной клетке в данное время.

С возрастом степень метилирования снижается. Этот факт впервые обнаружили советские ученые под руководством академика Андрея Белозерского в 1973 году. Позже исследователи из разных лабораторий установили, что аналогичные изменения (снижение метилирования) происходят и в клетках опухоли. Отсюда возникла гипотеза, что деметилирование провоцирует старение и вызывает предрасположенность к опухолевой трансформации. Теперь американские ученые выпустили ремейк этой версии. Профессор генетики и биостатистики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) Стив Хорват оценил степень метилирования ДНК в разных тканях людей разного возраста.

В своей работе, опубликованной в журнале Genome Biology , ученый утверждает, что разработал метод, позволяющий оценить возраст большинства тканей и типов клеток по уровню метилирования ДНК.

Стив Хорват проанализировал последовательности ДНК из почти 8000 образцов 51 типа тканей и клеток, собранных другими учеными, изучавшими метилирование в здоровых и раковых тканях человека (исследователь благодарит коллег за предоставленные данные). Он определил степень метилирования в 353 точках ДНК и зависимость этого показателя от возраста — в выборку попали люди от новорожденных до долгожителей (101 год).

Откалибровав таким образом «часы», Хорват проверил их точность, сравнивая биологический возраст разных тканей с хронологическим.

В мозге, сердце, легких, печени, почках и хрящах биологические часы показывали время очень точно, а вот ткань молочной железы оказалась на 2–3 года старше, чем другие ткани тела.

Если женщина страдала раком молочной железы, то ее грудь была еще старше. Здоровая ткань, соседствующая с опухолью, была в среднем на 12 лет старше, а сама опухоль примерно на 36 лет старше прочих тканей. Эти результаты, по мнению Хорвата, объясняют, почему с возрастом риск развития рака возрастает и почему рак груди — самое частое онкологическое заболевание у женщин.

Оказалось, что скорость часов непостоянна.

У новорожденного и ребенка они идут очень быстро, постепенно замедляясь, и к 20 годам обретают постоянную скорость.

Неожиданным оказался результат, согласно которому клетки детей, страдающих прогерией — генетическим заболеванием, вызывающим преждевременное старение, выглядят нормальными и метилированы в соответствии с истинным, хронологическим возрастом. Правда, Хорват отмечает, что у него было слишком мало данных, чтобы утверждать это наверняка.

Согласно биологическим часам Хорвата, эмбриональные стволовые клетки имеют нулевой возраст, они новорожденные. В ходе развития их уровень метилирования меняется. Но если взять взрослую клетку и обратить ее развитие вспять — стимулировать ее превращение в плюрипотентную (то есть такую, из которой можно получить клетки разных тканей), эта манипуляция снова переводит биологические часы на ноль.

В принципе на метилирование можно влиять, вопрос в том, поможет ли это контролировать процесс старения.

Вопросов в связи с биологическими часами возникает много, для их изучения удобно иметь экспериментальную модель, у которой зависимость метилирования ДНК от возраста была бы сходной с человеческой. Исследования показали, что состояние ДНК в тканях сердца, печени и почек, а также в клетках крови сходно у шимпанзе и человека. Гориллы от людей отличаются сильнее.

Исследователь надеется, что по уровню метилирования ДНК из легкодоступных источников (слюны, клеток эпителия внутренней поверхности щеки, крови, кожи) можно будет судить о состоянии труднодоступных тканей, таких как мозг, печень или почки. В этом случае уровень метилирования ДНК может стать удобным маркером возраста, развития и состояния здоровья человека, а также косвенным показателем эффекта омолаживающей терапии. Кроме того, возможность сравнивать возраст разных тканей у одного человека позволит определить ткани, ускоренное старение которых свидетельствует о болезни.