Изучение механизмов клеточного питания поможет понять механизмы долголетия

Ученые МГУ представили результаты двухлетнего проекта, посвященного изучению механизмов клеточного питания. Цель проекта – создание линейки препаратов, которые способствуют обновлению внутриклеточных структур. В ходе работы были изучены десятки тысяч химических соединений, сотни лекарственных растений, а также особенности астраханских верблюдов и медведей в тверском заповеднике. Исследователям удалось разработать систему высокопроизводительного скрининга активаторов аутофагии, помогающую понять, какие механизмы влияют на долголетие.

На протяжении тысячелетий основной проблемой как человека, так и его эволюционных предшественников была нехватка пищи. В связи с этим наши организмы научились грамотно экономить, в том числе они экономят на обновлении внутриклеточных «машин». Однако нужно понимать, что клетки, как и все «механизмы», подвержены износу.

Переедание и малоподвижный образ жизни, не характерный для наших предков, в совокупности с экономией внутриклеточных ресурсов приводят к ожирению и сопутствующим ему проблемам.

В это же время у каждой клетки имеется механизм самообновления. Он проявляется в первую очередь как аутофагия, когда внутриклеточные «машины» сами поедают ненужные части и запускают переработку испорченных и поврежденных внутриклеточных структур, вместо которых создаются новые. Этот процесс можно стимулировать как природными, так и синтетическими веществами.

Совместный проект МГУ и компании «ЭФКО» по здоровому долголетию подразумевает разработку линейки инновационных препаратов, запускающих в организме человека процессы аутофагии и способствующих обновлению внутриклеточных структур. Фактически речь идет об управляемом продлении физиологической молодости клеток. Ученые стремятся к тому, чтобы человеческие клетки могли избавиться от «старья» в виде обветшалых внутриклеточных компонентов и сделать себе новые.

«В результате первого этапа исследования была создана система высокопроизводительного скрининга активаторов аутофагии, основанная на клеточных культурах. В скрининге задействованы роботизированные системы для добавления веществ и автоматического наблюдения за клетками. В созданных специальных, так называемых «репортерных» клетках синтезируются флюоресцентные белки, свечение которых позволяет судить об активации переработки ненужных частей клетки», – сообщил директор НИИ физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского и Института функциональной геномики МГУ Петр Сергиев.

В ходе работы исследователи осуществили поиск активаторов самообновления в нескольких направлениях. Первое – создание соединений-химер, которые узнавали бы и инициировали переваривание поврежденных энергетических фабрик клеток – митохондрий. Второе – тестирование способности вызывать аутофагию у 14 тысяч химических соединений, отобранных с помощью компьютерного анализа. Третье – проверка способности вызывать переработку клеточных структур у веществ, созданных микроорганизмами, живущими в кишечнике животных, способных к длительному голоданию. Например, верблюда из Астраханской области и медведя, проснувшегося от спячки в заповеднике в Тверской области. И, наконец, четвертое направление – это проверка нескольких сотен лекарственных растений и специй на способность вызывать самообновление клеток.

«Есть много интересных находок. Наиболее перспективные из них предстоит проверить на эффективность и безопасность на модели животных. Среди подобных моделей – рыбки, страдающие от симптомов, похожих на болезнь Паркинсона. Другая модель – мыши, у которых с помощью проведенного в МГУ редактирования генома знаменитой системой CRISPR/Cas9 отключили ген насыщения – лептин», – добавил Петр Сергиев.

Исполнительный директор ГК «ЭФКО» Сергей Иванов: «Уже два года совместно с учеными МГУ мы исследуем потенциал управления процессами аутофагии клетки человека, чтобы увеличить скорость образования новых внутриклеточных структур. Полученные результаты подтвердили предварительные гипотезы. Проект из стадии исключительно фундаментальных исследований переходит в более практическую плоскость. После заседания научно-технического совета, где Петр Сергиев представил результаты первого этапа, приняли решение о создании отдельного бизнеса. Это сложный и новый для нас рынок, но, пожалуй самый вдохновляющий из всего, чем мы занимаемся, потому что дает надежду полностью переосмыслить наши представления о здоровье».

Результаты двухлетней работы сотрудники МГУ имени М. В. Ломоносова и «ЭФКО» представили на конференции DeepFoodTech 2023.

Источник: МГУ имени М. В. Ломоносова.