Калифорнийские ученые выяснили, что белок из плазмы крови пуповины людей TIMP2 обладает омолаживающим эффектом, значительно восстанавливая активность гиппокампа. Старые мыши, получавшие дозу такого белка, начинали лучше запоминать лабиринты, поддаваться обучению и вспомнили, как строить гнезда. Исследование опубликовано в Nature.

Старение приводит к изменениям в тканях мозга, которые затрагивают его когнитивные функции и могут приводить к различным неврологическим заболеваниям. С возрастом, в частности, снижается активность гиппокампа — области мозга, ответственной за пространственную и эпизодическую память. Были проведены эксперименты, показывающие, что при переливании плазмы крови от юных особей к пожилым в тканях гиппокампа наблюдаются омолаживающие процессы. При этом активируется работа генов, которые с возрастом прекращали работать, но было неизвестно, какие факторы плазмы в этом участвуют.

Ислледователи из Стэнфордского университета в течение двух недель внутривенно вводили плазму крови из пуповины новорожденных, людей 19–24 лет и людей 61–82 лет трем группам мышей, которые по возрасту примерно соответствовали пятидесятилетнему человеку. Выяснилось, что первая группа мышей изменилась сильнее всего — они стали легче запоминать сложные лабиринты и вновь научились строить гнезда — это способность, которую старые мыши теряют с возрастом. Активность гиппокампа у них значительно увеличилась, причем изменения были высокоспецифичными — они касались только этой области, а, например, в амигдале и в моторной коре подобных процессов не наблюдалось. У второй группы мышей тоже наблюдались некоторые изменения в поведении, но в гораздо меньшей степени, а у третьей группы улучшений не проявилось.

Распределение фактора TIMP2 в мозге мыши (авторадиографическое изображение). Castellano et al / Nature 2017

Проанализировав общие у мышей и людей белки плазмы пуповины, ученые выбрали те из них, концентрация которых существенно меняется с возрастом, и которые потенциально могли бы взаимодействовать с гиппокампом. Они работали с несколькими кандидатными белками, выделяя их из плазмы пуповины и повторяя эксперимент с мышами — вводя им теперь только эти белки в отдельности. Наилучший результат показал белок TIMP2 (ингибитор металлопротеиназы 2). Старые мыши, получившие дозу этого белка, значительно восставливали активность гиппокампа, что подтверждалось за счет серии тестов на память, обучение и пластичность мозга — в частности, на способность проходить лабиринт Барнса. На биохимическом уровне наблюдались появление в гиппокампе маркера cFos (который пропадает с возрастом и, по-видимому, участвует в восстановлении памяти) и активация тучных клеток (гранулярных нейронов гиппокампа). При отсутствии TIMP2 в плазме омолаживающих эффектов в гиппокампе не наблюдалось. Выяснилось также, что при инъекции антител к этому белку активность гиппокампа у молодых мышей снижается — в частности, ухудшается их пространственная память, и они впадают в своего рода «старческое слабоумие». Таким образом, были подтверждены ключевая роль TIMP2 в деятельности гиппокампа юных мышей и его омолаживающий эффект для старых особей. Механизм действия этого белка пока неизвестен, и изучение его — следующий важный этап исследований.

Омоложение организма не является самой популярной и активно финансируемой областью современных научных исследований, но несмотря на это, сообщения о ее достижениях в последнее время участились. Недавно мы рассказывали о положительных результатах пересадки кишечных бактерий у рыб и яичников у мышей. О разных проектах, касающихся потенциальных омолаживающих способностей плазмы мы тоже уже писали раньше. В 2014 году в ходе подобных исследованиях было показано, что восстановление функций скелетных мышц у старых мышей достигается за счет действия фактора роста GDF11, причем работа подверглась критике, но была подтверждена последующими экспериментами. В данный момент в Южной Корее проводится исследование о влиянии плазмы крови пуповины на память людей старше 55 лет. Оно завершится в августе. Одна из проблем таких исследований – возможные побочные эффекты, сообщают ученые. Так, например, плазма «юной» крови содержит факторы росты, которые потенциально могут стимулировать развитие онкологических заболеваний у пожилых людей, поэтому нельзя заведомо считать ее полностью безопасным волшебным эликсиром. Однако исследования, касающиеся конкретных белков, открывают замечательные перспективы в разработке лекарственных средств, которые могут позволить, например, замедлить деградацию когнитивных свойств головного мозга пожилых людей.

Автор: Анна Казнадзей