​Группа исследователей из МГУ имени М.В. Ломоносова под руководством профессоров Дмитрия Зорова и Егора Плотникова изучила влияние старения на такие ключевые клеточные процессы, как аутофагия, функционирование митохондрий и окислительный стресс. Ученые также предложили перспективные методы лечения почечной недостаточности. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты опубликованы в журнале CellCycle.

Аутофагия — это процесс, при котором клеткиразрушают и перерабатывают свои поврежденныекомпоненты. Так клетка самоочищается от ненужных органелл, а иногда и «самопоедается» целиком. С помощью этого адаптивного механизма на клеточном уровне поддерживается здоровый фенотип. Аутофагия активируется при определенных видах острой почечной недостаточности (например, вызванной приемом антибиотиков или противораковых препаратов), а также при сепсисе и ишемии почки. Ученым уже известно, что именно активация аутофагии снижает выраженность почечных повреждений. Однако при старении эффективность аутофагии падает, и, хотя количество лизосом (органелл, переваривающих поврежденные клеточные компоненты) в старых клетках даже возрастает, они не справляются со своей функцией. В таких клетках происходит накопление окисленных белков и поврежденных органелл, в том числе митохондрий, которые в норме принимают участие в процессах дыхания и продуцируют энергию.

В международной базе научных публикаций по медицине PubMed исследованиям старения почки было посвящено более 3000 статей. Однако меньше 10 из них затрагивали исследования эффективности терапии острой почечной недостаточности у пожилых. Ученые из НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ рассмотрели почечные патологии, сопровождающие старение организма, — прежде всего, это острая почечная недостаточность, которая встречается у людей старше 60 лет в несколько раз чаще.

«В нашей статье мы показали, что старение ассоциируется с накоплением поврежденных биологических структур в почке (белков, липидов, нуклеиновых кислот, органелл). Замена «молодого» (здорового) фенотипа на «старый» происходит в тот момент, когда достигается некое пороговое значение таких изменений»,— рассказалведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского, доктор биологических наук Егор Плотников.

Одна из эффективных стратегий борьбы с изменениями, связанными со старением, – это ограничение питания (сaloricrestrictionили dietrestriction— разгрузочно-диетическая терапия). Оно активирует процессы аутофагии и уменьшает возрастные патологические изменения в почке. Хотя наибольшую эффективность в экспериментах показали подходы, в которых ограничение питания применяется на протяжении всей жизни, ученые экспериментально доказали, что кратковременное снижение потребления пищи (на 30-40% в течение нескольких недель) может повышать устойчивость почки к развитию острой почечной недостаточности. Кроме системного физиологического подхода к лечению иногда применяют фармакологические препараты, имитирующие ограничение калорийности (например, рапамицин), однако его эффективность для лечения старой почки пока не доказана.

Другим подходом к защите почки является митохондриально-адресованная терапия. Поскольку при острой почечной недостаточности даже в клетках молодых организмов митохондрии сильно повреждаются, а старение само по себе приводит к нарушению митохондриальных функций, то идея воздействия на митохондрии для предотвращения повреждения почек старых организмов выглядит очень привлекательной. Среди соединений, доказавших свою эффективность на экспериментальных моделях, в первую очередь выделяются митохондриально-направленные антиоксиданты, такие как митоTEMPO, пептиды SS-31 (Bendavia) и разработанные в МГУ имени М.В. Ломоносова соединения группы SkQ.

«К сожалению, сейчас доминируют исследования, в которых различные терапевтические подходы по защите почки опробуются на молодых животных. Гораздо меньше существует работ, изучающих изменения в почках старых животных. Более того, работы, посвященные целенаправленной защите почки в стареющем организме, практически отсутствуют. Мы предлагаем восполнить этот пробел не только за счет экспериментов на старых животных, но и за счет анализа данных клинических исследований»,— прокомментировал ученый.

В настоящее время эффективность препаратов в клиническом исследовании зачастую усредняется между различными возрастными группами. Более персонализированный подход позволил бы выявить ключевые отличия физиологии почки у пожилых пациентов и создать препараты, воздействующие именно на те сигнальные пути, которые будут эффективны в этой группе больных.

Источники

Ученые МГУ выяснили, как старение влияет на способность почек к регенерации
Газета.Ru, 10/08/2018
Изучение влияния старения на процесс восстановления почек
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова (msu.ru), 10/08/2018
Выяснено влияние старения на способность почек к регенерации
Индикатор (indicator.ru), 12/08/2018
Ученые МГУ выяснили, как старение влияет на способность почек к регенерации
Российский научный фонд (рнф.рф), 13/08/2018
Новосибирские ученые работают над созданием нового вида "умных" лекарств
Российский научный фонд (рнф.рф), 13/08/2018
Ученые МГУ выяснили, как старение влияет на способность почек к регенерации
Российский научный фонд (rscf.ru), 13/08/2018
Новосибирские ученые работают над созданием нового вида "умных" лекарств
Российский научный фонд (rscf.ru), 13/08/2018
Ученые МГУ выяснили, как старение влияет на способность почек к регенерации
1k.com.ua, 13/08/2018
Ученые МГУ выяснили, как старение влияет на способность почек к регенерации
Научная Россия (scientificrussia.ru), 13/08/2018

Похожие новости

  • 27/04/2018

    Российские биологи узнали, почему мутации не губят вирусы

    ​Вирусы крайне сложно уничтожить при помощи лекарств или радиации благодаря их главному недостатку – неточному копированию своего же собственного генного материала, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Microbiology and Molecular Biology Reviews (работа поддержана грантом РНФ — прим.
    396
  • 03/07/2018

    Последствия инфаркта миокарда предложили лечить генной терапией

    Российские ученые разработали новый метод генной терапии для лечения последствий инфаркта миокарда. Они предлагают доставлять в пораженные области сердца два гена: HGF и VEGF165. Они кодируют белки, которые помогают расти клеткам внутренней стенки сосудов и защищают клетки сердца от гибели при ишемии.
    279
  • 15/10/2018

    Биологи «взломали» систему фотосинтеза у фитопланктона

    Молекулярные биологи из России и Германии узнали, как цианобактерии защищаются от излишне яркого света, и научились обходить эту «систему безопасности», повысив скорость работы фотосинтеза и набора биомассы.
    152
  • 29/12/2017

    Ученые разработали алгоритм для ДНК-оригами

    Международный коллектив российских и американских ученых предложил алгоритм компьютерного моделирования сложенных из ДНК трехмерных конструкций. Такие нанороботы могут использоваться в электронике и медицине, например, для доставки лекарств.
    583
  • 02/08/2018

    Московские ученые предложили новый метод таргетированной терапии рака

    ​Сотрудники факультета фундаментальной медицины МГУ имени М.В. Ломоносова детально изучили связь между действием белка p53, метастазированием опухолей и «самоубийством» клетки. Они обсудили возможные подходы к прогнозированию развития метастазов и подбору лечения, а также предложили соединения, способные подавлять метастазирование.
    284
  • 30/03/2018

    Российские ученые создали синтетический аналог «кожи хамелеона»

    Российские ученые приняли участие в разработке материала, который по мягкости приближается к человеческой коже, а по умению менять цвет напоминает кожу хамелеона. Он представляет собой полимер, состоящий из нескольких типов звеньев-мономеров, и может пригодится для создания биологического импланта.
    607
  • 17/01/2018

    Биомедицина побеждает рак, ломая механизм защиты клеток

    ​Среди всех наук сегодня абсолютный лидер по числу публикаций - биомедицина. А в этой "лиге" явный фаворит - запрограммированное самоубийство клеток или апоптоз. Статья о данном феномене публикуется в научных журналах каждые 33 минуты, намного опережая конкурентов.
    597
  • 23/06/2018

    Российские ученые нашли вещество, ослабляющее защиту раковых клеток

    ​Российские молекулярные биологи открыли вещество, способное "отключать" белки, мешающие химиотерапии убивать раковые клетки, и успешно проверили его работу на культурах рака прямой кишки.
    496
  • 20/08/2018

    Ученые установили, что на результат химиотерапии влияет процесс разрушения митохондрий

    ​Программируемое разрушение митохондрий, «энергетических станций» клеток, пределяет ответ опухолевых клеток на химиотерапию. Также этот процесс влияет на различные виды гибели клеток, такие как апоптоз и аутофагия.
    339
  • 20/04/2018

    Ученые обнаружили неожиданные функции белка, ответственного за программируемую гибель клеток

    Продолжая исследовать необычные роли белка каспаза-2, одного из важнейших участников апоптоза (программируемой клеточной гибели), биологи обнаружили еще один белок, с которым он может взаимодействовать.
    457