Судинні клітини старіють по-різному у кожному органі

Кровоносні судини зсередини вистелені тонким шаром особливих клітин. Саме вони регулюють кровотік, пропускають у тканини потрібні речовини і реагують на пошкодження.

Команда під керівництвом Лаури де Рой з дослідницького центру CeMM вирішила з'ясувати, що відбувається всередині цих клітин із віком. Результати роботи опублікував журнал Nature Aging.

Замість вивчати судини загалом, вчені дивилися на активність генів в окремих клітинах. Такий поклітинний аналіз показує, які гени працюють у кожній клітині і як їхня активність змінюється з роками.

Атлас старіння судин людини

Перша авторка роботи Сара Добнер і її колеги об'єднали дані десятків раніше опублікованих досліджень. До аналізу увійшли сотні тисяч клітин із сотень зразків здорових тканин різних органів.

Так виник Атлас ендотеліальних клітин людини, що старіють. Це ресурс, який дозволяє бачити старіння судин не як один процес, а як багато різних процесів у різних частинах тіла.

Найсильніше дослідників зацікавили клітини, що вистеляють вени. У молодому віці вони дають паростки, з яких виростають нові судини, і так судинна мережа оновлюється.

У старших людей активність генів, пов'язаних із утворенням нових судин, у цих клітинах була помітно нижчою. Це допомагає зрозуміти, чому з віком судини гірше відновлюються, хоча напряму здатність до відновлення у роботі не вимірювали.

Одночасно у багатьох тканинах зростала активність генів запалення і клітинного старіння. У такому стані клітина перестає ділитися, але продовжує впливати на сусідів і змінювати середовище навколо себе.

Ці клітини не однакові у різних органах. У мозку вони входять до захисного бар'єра, який не пропускає до нервової тканини зайве, а у нирках допомагають фільтрувати кров, і кожна така спеціалізація накладає свій відбиток на старіння.

Як клітини відчувають плин часу

Ендотеліальні клітини постійно відчувають силу потоку крові і властивості тканин навколо. Вони перетворюють ці механічні сигнали на біологічні відповіді, і з віком ця система теж змінюється.

Досліди на шкірі людини показали, що білок YAP, який допомагає клітинам реагувати на механічні сили, у старших донорів частіше опинявся всередині ядра клітини. Поки незрозуміло, чи така активність захищає судини, чи навпаки прискорює погіршення їхньої роботи.

Вчені також виділили групу генів, пов'язану з білком, що уповільнює або зупиняє поділ клітини. Порівняння з лабораторними клітинами і моделями прискореного старіння підтвердило зв'язок цієї групи зі старінням.

Проте ті самі гени беруть участь у відповіді на стрес і в рості судин. Тому за ними поки не можна надійно відрізнити клітину, що остаточно постаріла, від клітини, яка просто реагує на складні умови.

Саме тому автори наголошують, що вивчати судини як єдину систему було помилкою. Зміна, яка в одному органі виглядає як збій, в іншому може виявитися нормальною віковою перебудовою, і атлас уперше дозволяє бачити цю різницю поклітинно.

Карта для майбутніх ліків

Автори підкреслюють обмеження роботи. Дослідження порівнювало різних людей різного віку, а не спостерігало одних і тих самих людей роками, а дані про спосіб життя і хвороби донорів були неповними.

Попри це висновок важливий. Старіння судин не однакове у різних органах, і частина змін може бути не поломкою, а спробою організму пристосуватися і захистити себе.

Розрізнити шкідливі зміни і захисні - головне завдання наступних робіт. Саме шкідливі процеси стануть мішенями для майбутніх способів довше зберігати серце, мозок, нирки і судини здоровими.

За словами Лаури де Рой, цінність атласу саме у можливості досліджувати старіння судин у всьому тілі, а не вважати, що всі судини старіють однаково. Ресурс підказує, які зміни супроводжують старіння, які погіршують роботу судин, а які відображають адаптацію клітин до нових умов.

Разом із атласом команда відкрила інтерактивний портал для інших дослідників. Він допоможе швидше знаходити слабкі місця судинної стінки і перевіряти нові ідеї лікування.

Для читача практичний сенс простий. Здоров'я судин з віком визначає стан серця, мозку і нирок одночасно, тому майбутні способи профілактики, найімовірніше, будуть точковими - для конкретних тканин і конкретних клітинних процесів, а не загальними для всіх судин одразу.