Сигнализирует маркер. Найден способ выявления преждевременно стареющих клеток

Российские исследователи показали, что старение клеток человека при окислительном стрессе характеризуется не только нарушением их функций, но и снижением удельного содержания калия в клетке. В дальнейшем этот критерий можно использовать как маркер, указывающий на преждевременное старение клеток. Работа выполнена сотрудниками Института цитологии (ИНЦ) РАН.

В большинстве тканей человеческого организма клетки стареют. Это происходит в случае, когда они по каким-то причинам исчерпывают способность к размножению. Причиной преждевременного старения клеток может также стать стресс.

Несмотря на то, что стареющие клетки полностью прекращают деление, они не гибнут. Но так как работа большинства внутриклеточных систем при этом нарушается, клетки перестают выполнять свои обычные функции и, более того, выделяют во внеклеточное пространство вещества, которые могут ухудшать работу соседних клеток, вызывая их старение, и даже способствовать возникновению раковых клеток.

Обычно иммунная система организма стареющие клетки уничтожает. Однако с возрастом или в случае каких-то нарушений они накапливаются в тканях, что способствует общему старению организма и развитию различных заболеваний (например, остеоартрита, сердечной недостаточности и других).

«Мы подвергли клетки эндометрия (ткань, выстилающая внутреннюю полость матки) человека окислительному стрессу, который вызывает преждевременное старение. Далее эти клетки использовали для того, чтобы понять, как старение влияет на содержание и транспорт внутриклеточных катионов – калия и натрия, которые отвечают за жизнеспособность клетки и участвуют в регуляции различных клеточных функций», – рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории внутриклеточной сигнализации ИНЦ РАН Ирина Марахова.

Мезенхимные стволовые клетки (МСК) эндометрия человека, с которыми работали ученые, в процессе развития способны дифференцироваться (делиться) в клетки разного типа. Изучение процессов в клетках проводилось с помощью специального метода – пламенной фотометрии, которая позволяет измерить количество внутриклеточных катионов и отследить их движение между клеткой и внешней средой. В качестве стрессового фактора использовалась перекись водорода.

“Мы обнаружили, что в процессе старения сохраняются характерные для нормальной клетки ионные градиенты (в клетке содержание калия выше, а содержание натрия ниже, чем в окружающей среде). Однако в стареющей клетке снижается удельное содержание калия, оцениваемое как отношение содержания калия к массе клеточного белка. Такое изменение этого показателя свидетельствует об уменьшении содержания воды в клетке (ее дегидратации) в процессе старения. То есть удельное внутриклеточное содержание калия может стать своеобразным маркером, позволяющим определить, подвержены ли клетки преждевременному старению и обезвоживанию”, – поясняет Ирина Марахова.

Авторы также отмечают, что преждевременно стареют не только нормальные, но и трансформированные (раковые) клетки. Можно ли изменения ионного состава опухолевых клеток использовать в качестве инструмента для снижения скорости роста опухолей, еще предстоит изучить.

Результаты исследования, выполненного при финансовой поддержке Российского научного фонда, опубликованы в Scientific reports (издательство Nature).

Вопросы, ответы, комментарии