Омоложение костномозговой ниши против старения

По мере старения человека стареют и его гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), функция которых заключается в формировании всех типов клеток крови. Это связано с повышенным риском снижения иммунитета и развития определенных типов рака системы кроветворения.

Исследователи университета Ульма, Германия и детской клиники Цинциннати, США, работающие под руководством доктора Хартмута Гайгера (Hartmut Geiger), установили, что определенный вклад в эту проблему вносит и старение ниши костного мозга, обеспечивающей жизнедеятельность гемопоэтических стволовых клеток. Они предложили метод омоложения костномозговой ниши, потенциально способный укреплять иммунитет пожилых людей и предотвращать развитие определенных типов рака.

В экспериментах на мышах авторы проанализировали особенности процесса формирования и жизнеспособности клеток внутри и в непосредственной близости от костномозгового микроокружения. Одна часть экспериментов была посвящена изучению формирования стромальных клеток мягкой оболочки костного мозга (внутренней надкостницы), образующей тонкий слой соединительной ткани на внутренней поверхности костей. Вторая часть экспериментов была посвящена мониторингу уровней остеопонтина – белка, синтезируемого формирующими костную ткань клетками остеобластами, – и других белков, ассоциированных с различными клетками в процессе старения костного мозга.

На изображении виден окрашенный методом иммунофлуоресценции срез губчатой бедренной кости молодой мыши. Красное окрашивание свидетельствует о наличии большого количества остеопонтина в кости и внутренней надкостнице костномозговой полости, что важно для поддержания здорового микроокружения гемопоэтических стволовых клеток. Голубым цветом окрашены ядра клеток.

Исследователи утверждают, что они наблюдали снижение продукции остеобластов и других стромальных клеток внутренней надкостницы стареющих мышей. Они также зарегистрировали снижение уровней остеопонтина в костном мозге старых животных, что, согласно их наблюдениям, было ассоциировано со снижением жизнеспособности и угасанием функций гемопоэтических стволовых клеток.

В рамках следующей серии экспериментов авторы трансплантировали клетки костного мозга старых (19-21 месяц) мышей молодым (8-10 недель) животным. При этом части животных были трансплантированы клетки, предварительно обработанные рекомбинантной формой остеопонтина.

При трансплантации молодым животным поведение стареющих гемопоэтических клеток приобретало характер поведения более молодых клеток. Это включало уменьшение относительного количества гемопоэтических стволовых клеток с высоким потенциалом к формированию различных типов клеток крови, соотношение которых смещалось в сторону увеличения популяций Т- и В-лимфоцитов и уменьшению продукции клеток миелоидного ряда.

Помимо этого авторы продемонстрировали, что обработка остеопонтином омолаживала стареющие гемопоэтические клетки и возвращала им способность давать начало различным клеткам крови. Это также сопровождалось подавлением сигналов, опосредуемых белком Cdc42, ассоциированным со старением гемопоэтических стволовых клеток.

По мере старения концентрация остеопонтина снижается не только в костномозговой нише, но и в общем кровотоке. В настоящее время авторы в экспериментах на мышах изучают возможность применения остеопонтина в качестве заместительной терапии, нейтрализующей губительное влияние стареющей костномозговой ниши на гемопоэтические клетки.

13.03.2017 Источники: Статья Novella Guidi et al. Osteopontin attenuates aging-associated phenotypes of hematopoietic stem cells опубликована в журнале The EMBO Journal.

Евгения Рябцева Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Cincinnati Children’s Hospital: Scientists Wage Fight Against Aging Bone Marrow Stem Cell Niche.