Это ежемесячный обзор наиболее важных и интересных новостей от экспертной группы проекта Технологии Долголетия по направлению “прочие возрастозависимые заболевания”.
В данном разделе мы рассматриваем новости, описывающие открытия, изобретения, новые подходы либо оригинальные мета-анализы в сфере, относящейся к заболеваниям, ассоциированным с возрастом и не рассматриваемых в разделах по сердечно-сосудистым заболеваниям, онкологии, деменциям и диабету. В первую очередь это костно-мышечные патологии, возрастные болезни почек и легких. Мы отбираем информацию, которая имеет отношение к возрастным аспектам заболеваний, перспективным методам лечения, реабилитации, снижению рисков возникновения (если это медицинские технологии, а не питание, физкультура, сон и т.п., то есть не то, что относится к сфере возможностей самого человека).
Открыт механизм замедления старения клеток сетчатки
Китайские ученые исследовали процесс сумоилирования на клетках сетчатки мышей и обнаружили, что эта модификация может участвовать в регуляции процесса старения. Результаты опубликованы в Bentham Science.
Синтез белка — многостадийный процесс. Сначала закодированная в ДНК информация о структуре протеина «переносится» комплексом ферментов на молекулу мРНК — происходит транскрипция. Затем матричная РНК позволяет рибосоме построить аминокислоты в цепь в соответствии с «инструкциями», полученными от ДНК, — это трансляция. На выходе получается последовательность аминокислот, объединенных пептидными связями. Однако на этом еще не все: белок должен принять надлежащую пространственную структуру и в ряде случаев приобрести специфические «метки», будь то ацетилирование, метилирование, гликозилирование, сумоилирование и так далее. От этих отметин зависит локализация, активность, взаимодействие с другими белками и продолжительность жизни результата синтеза.
Функции небольшого белка SUMO еще недостаточно изучены. Известно, что белок содержит порядка 100 аминокислот, он высококонсервативен и может быть вовлечен в возникновение многих заболеваний. Сумоилирование — это процесс, при котором пептид SUMO «пришивается» ферментом-лигазой к синтезированному белку.
Исследователи отметили снижение экспрессии фермента, пришивающего SUMO в стареющих ретинальных клетках мыши. Это приводит к падению общего уровня сумоилирования белков. Примечательно, что в процессе моделирования возрастных изменений, вызванных окислительным стрессом клеток, распределение лигаз Е1, Е2 и Е3 сильно смещалось. Ученые предполагают, что в дополнение к снижению общего уровня сумоилирования стареющие клетки от молодых отличаются мишенями посттрансляционной модификации.
«Изменение в локальных соотношениях лигирующих ферментов может говорить о смене субстратов сумоилирования в ходе этого физиологического процесса», — говорит доктор Лили Гун, соавтор публикации, сотрудник Центра офтальмологии Чжуншань.
Результаты показали, что ингибирование ферментов сумоилирования подавляет некоторые провоспалительные процессы, тем самым снижая скорость клеточного старения.
http://www.eurekaselect.com/168786/article
Молекула на базе фоллистатина увеличивает массу мышцы и кости, не затрагивая количество эритроцитов у мышей
Ингибиторы сигнального пути рецептора активина (IASPs) стали потенциальной терапией для саркопении и нарушений ремоделирования кости из-за их способности увеличивать массу мышцы и кости.
Однако IASPs являются также мощными стимуляторами эритропоэза, особенность, которая может ограничить их использование анемичными пациентами из-за повышенного риска венозной тромбоэмболии.
На основе эндогенного TGF-β антагониста суперсемейства фоллистатинов (FST) в классе IASP, была сгенерирована молекула FSTΔHBS-mFc, которая была проверена на мышах. У безяичниковых мышей терапия FSTΔHBS-mFc дозозависимо увеличила решетчатую массу кости до 42% и улучшила микроструктурные индексы кости.
Для самой высокой дозировки FSTΔHBS-mFc (30 мг/кг, два раза в неделю), увеличение решетчатой массы кости было подобно наблюдаемому в терапии паратгормоном (1–34, 80 мкг/кг, 5 раз). Квадрицепс дозозависимо увеличился на 21%. И в безяичниковых, и в нативных мышах терапия FSTΔHBS-mFc не влияла на количество эритроцитов, уровни гемоглобина или гематокрит.
Если результаты окажутся воспроизводимыми, то человеческая версия молекулы FSTΔHBS-mFc могла бы быть применимой у больных со скелетно-мышечными проблемами независимо от статуса гематокрита.
https://www.fasebj.org/doi/10.1096/fj.201801969RR
Остеоартрит колена: низкоуглеводная диета может уменьшить симптомы
Остеоартрит колена, в частности, влияет приблизительно на 10 процентов мужчин и 13 процентов возрастов женщин 60 и выше. Согласно некоторым оценкам, условие влияет на 40 процентов людей старше 70.
Нет в настоящее время никакого лечения для остеоартрита колена, который может вызвать объединенное набухание, жесткость и даже сильную боль. Врачи часто прописывают обезболивающие средства, такие как ацетоаминофен, опиоиды, или нестероидные препараты, чтобы помочь облегчить симптомы. Хирургия замены колена является также выбором. Однако это лечение или чересчур инвазивно, или может вызвать целый ряд нежелательных побочных эффектов. Поэтому исследователи решили выяснить, могут ли диетические вмешательства уменьшить симптомы остеоартрита колена.
Роберт Зорге, PhD, который является директором исследований в Бирмингемском Отделении Психологии Университета Алабамы, провел управляемое рандомизированное исследование, сравнившее эффективность двух диет: низкоуглеводной и назкожировой. В течение 12 недель низкоуглеводная диета снизила интенсивность боли и неприятные ощущения при выполнении некоторых функциональных задач, а также боль, не связанную с задачами, по сравнению с низкожировой диетой и контрольной группой. Низкоуглеводная диета также значительно снижала окислительный стресс и уровни лептина по сравнению с низкожировой диетой и контрольной группой. Снижение окислительного стресса было связано с уменьшением функциональной боли.
https://academic.oup.com/painmedicine/advance-article-abstract/doi/10.1093/pm/pnz022/5380130
Ингибитор полиаденилирования кордицепин уменьшает боль, воспаление и патологию связок в моделях остеоартрита у мышей
Клинически, боль при остеоартрите (OA) значительно связана с синовиальным воспалением. Идентификация механизмов, индуцирующих воспаление, может выявить новые способы облегчить боль.
Была исследована роль полиаденилирования в синовиальных образцах ОА, а также потенциал ингибитора полиаденилирования кордицепина (3’ deoxyadenosine, полученного из гриба Cordiceps militaris). Были проанализированы ткани связок от людей с OA с воспалением легкой степени, тяжелой степени и безартритными контрольными группами для контроля фактора полиаденилирования CPSF4 и воспалительных маркеров. Эффекты кордицепина на уменьшение боли и патологию связок были изучены в моделях OA у грызунов (внутрисуставная инъекция мононатрия йодоацетата у крыс и хирургической дестабилизации среднего мениска у мышей). Чтобы определить эффекты кордицепина на ядерную локализацию воспалительного транскрипционного фактора NFĸB и факторы полиаденилирования (WDR33 и CPSF4), были использованы человеческие макрофаги из моноцитов и макрофагальная клеточная линия мышей.
CPSF4 и экспрессия NFκB были увеличены у пациентов с воспалением в тяжелой форме. Cordycepin уменьшил боль, синовиальное воспаление и связочную патологию в обеих моделях.
https://www.nature.com/articles/s41598-019-41140-1
Ученые Сеченовского университета подарили надежду пациентам с хронической почечной недостаточностью
«Хроническая почечная недостаточность является острой проблемой для мирового населения, что подтверждается ежегодным ростом количества пациентов с таким диагнозом. Для этих пациентов на сегодняшний день есть только две альтернативы: трансплантация почки или диализ.
Трансплантация является опцией лишь для ограниченного круга пациентов, поскольку количество и качество донорского материала не растет, в отличии от потребности. Гемодиализ, по сути, приковывает пациента к больничной койке и вынуждает проходить длительные процедуры лечения. Мы предлагаем альтернативный механизм борьбы с почечной недостаточностью посредством носимой искусственной почки, позволяющей не только повысить мобильность пациентов, но и персонализировать лечение, посредством управления процессом перитонеального диализа», – прокомментировал директор Института бионических технологий и инжиниринга Дмитрий Телышев.
За 5 лет работы над проектом российские ученые создали прототип аппарата для диализа, который весит 3,5 килограмма и помещается в рюкзаке, протестировали его на животных, смогли значительно продвинуться в понимании механизмов, делающих возможным перитонеальный диализ с регенерацией отработанного раствора. «Носимая аппаратура для искусственного очищения крови позволит преодолеть недостатки существующих аппаратов и методов диализа и является одним из наиболее перспективных направлений в области биомедицинской инженерии искусственных органов», – рассказал руководитель проекта, старший научный сотрудник Сеченовского университета Николай Базаев.
Аппарат состоит из системы насосов и клапанов, обеспечивающих циркуляцию жидкости через систему фильтров для механической очистки, сорбционных колонок (для удержания креатинина и мочевой кислоты) и электролизёра (для разложения мочевины), ёмкости для излишней жидкости, которую удаляют из организма, аккумулятора и системы управления. Жидкость забирается и возвращается в брюшную полость через катетеры, как и при использовании стационарных аппаратов – циклеров перитонеального диализа. Аппарат управляется со смартфона, контролирует температуру, давление жидкости и другие показатели и оповещает пациента, если значения выходят за пределы нормы.
Работу аппарата опробовали на тестовом стенде и лабораторных животных. Для первых опытов in vitro использовалась ёмкость, моделирующая брюшную полость человека: жидкость в ней содержала основные продукты обмена (мочевину, мочевую кислоту и креатинин), поддерживался уровень кислотности и температура тела. Каждый час в ёмкость добавляли ещё метаболитов для имитации выработки их организмом пациента.
Заместительная гормоно-терапия уменьшает потерю слуха: механизм, включающий эстроген и путь IGF‐1
Эстрадиол (Е) является многозадачным гормоном, который играет заметную роль в репродуктивной системе, а также вносит вклад в физиологические и ростовые механизмы во всем организме.
Ученые и ранее демонстрировали благотворное действие этого гормона, при этом у пациентов сохранялись низкие пороговые значения слухового ответа (ABR) по отношению к контрольным субъектам (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2006; 103:14246; Исследования слуха, 2009; 252:29).
В настоящем исследовании авторы оценивали функциональность периферической и центральной слуховых систем у самок мышей среднего возраста CBA/CaJ во время и после длительной гормональной заместительной терапии (HRT) с помощью электрофизиологических и молекулярных методик.
В результате было показано, что долгосрочное воздействие HRT является постоянным на пороговые значения ABR. Получатели эстрадиола имели более низкие пороги и более высокие значения амплитуды по сравнению с группами другого гормонального лечения.
Интересно, что обработанные прогестероном (Р) животные имели ABR пороговые значения, которые увеличивались, однако уровни амплитуды у них оставались относительно одинаковыми на протяжении всего лечения.
Эти результаты согласуются с экспериментами, которые показали высокие уровни IGF-1R в стриа-васкуларисе (SV) обеих групп Е и Р животных по сравнению с комбинированным лечением (Е-Р) животных. IGF-1R играет жизненно важную роль в опосредовании антиапоптотических реакций через путь PI3K/AKT. В целом, данные выводы дают представление о нейро-защитных свойствах лечения эстрадиолом, а также расширяют базу научных знаний, чтобы помочь женщинам решить, является ли HRT правильным выбором для них.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/acel.12939
Профили безопасности, фармакокинетика и изменения в маркерах оборота кости после подкожного введения терипаратида дважды в неделю у здоровых японских женщин постменопаузального периода: рандомизированное слепое исследование
Инъекция 56,5 ‐μg терипаратида раз в неделю является мощным терапевтическим агентом для лечения остеопороза. Однако этот режим связан с неблагоприятными побочными эффектами, включая тошноту, рвоту и головные боли. Чтобы уменьшить эти эффекты, было проведено рандомизированное, плацебо-контролируемое исследование, чтобы исследовать фармакокинетику, изменения в маркерах оборота кости и профили безопасности инъекций 28.2 μg терипаратида дважды в неделю. Были также изучены различные интервалы инъекций.
В общей сложности 100 здоровых японских женщин после менопаузы были зарегистрированы в этом исследовании. Системное воздействие ацетата терипаратида в инъекции 28.2 μg было вдвое меньше инъекции 56.5 μg. Однако изменения в маркерах оборота кости в инъекции 28.2 μg терипаратида дважды в неделю были сопоставимы с изменениями при инъекциях 56.5 μg раз в неделю.
Уровни нежелательных явлений, включая тошноту, рвоту и головные боли были ниже в инъекциях 28.2 μg, чем в инъекциях 56.5 μg. Результаты не зависели от интервала дозирования. Таким образом новый режим показал эффективность сопоставимую с предыдущим режимом, но улучшил профиль безопасности и способствовал более комфортному непрерывному лечению терипаратидом.
https://accp1.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cpdd.687
Сероводород уменьшает дисфункцию остеобластов, индуцированную гомоцистеином, уменьшая мито-токсичность
Гомоцистеин (Hcy) вреден для здоровья костей в мышиной модели диетически спровоцированной гиперхолестеринемии (HHcy). Однако до данного исследования мало было известно о дисфункции остеобластов, индуцированную гомоцистеином путем митохондриального окислительного повреждения. У сероводорода (H2S) имеются мощные эффекты антиоксиданта, противовоспалительного и антиапоптического средства.
В данном исследовании была выдвинута гипотеза, что H2S препятствовал дисфункции остеобластов, поддержав митохондриальную биогенетику в культурах остеобластов in vitro. MC3T3‐E1 остеобластические клетки были выставлены отношению к Hcy в присутствии или отсутствии дарителя H2S (NaHS).
Были измерены жизнеспособность клетки, остеогенное дифференцирование клетки и производство окислителей (ROS). Были также измерены митохондриальное число копии ДНК, производство аденозин трифосфата (ATП) и потребление кислорода.
Результаты продемонстрировали, что Hcy увеличивает внутриклеточный уровень Hcy и уменьшает внутриклеточный уровень H2S, таким образом прекращая остеогенное дифференцирование. Предварительное лечение с NaHS уменьшило митохондриальную токсичность (производство полного ROS и mito‐ROS) и восстановило производство ATП и митохондриальное число копий ДНК, а также потребление кислорода в остеобласте по сравнению с контролем, указав на его защитные эффекты против митохондриальной токсичности, вызванной гомоцистеином.
Кроме того, NaHS также уменьшил высвобождение цитохрома из митохондрий в цитозоль, которое вызывает апоптоз клетки. Наконец, цитометрический потоковый метод подтвердил, что NaHS может спасти клетки от апоптоза, вызванного Hcy. Данное исследование убедительно доказывает, что NaHS имеет благоприятное влияние на митохондриальную токсичность и может быть развит в потенциальный терапевтический агент против митохондриальной дисфункции in vitro.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jcp.28498
Автор: Игорь Бубнов
Перепечатка разрешается при сохранении ссылок на источник публикации.
