Очищує від біологічної "іржі": вчені розробили фермент, що омолоджує людські тканини
Втрата пружності шкіри з віком пов'язана з накопиченням в організмі AGE-продуктів – сполук, які утворюються внаслідок нагрівання та прискорюють старіння організму. Тривалий час дослідники намагалися створити ліки, здатні зупинити цей процес.
Але тепер науковці запропонували кардинально інший підхід – вони розробили фермент, який може очистити тканини людини від цих шкідливих сполук.
Результати їхньої роботи опубліковані в журналі Nature Communications, повідомляє The New York Times.
Вікові зміни в організмі тісно пов'язані з постійним накопиченням AGE-продуктів. Вони утворюються внаслідок глікації – процесу, в ході якого цукри в кровотоку взаємодіють із білками та жирами.
Сполуки роблять колаген та еластин липкими й жорсткими, що призводить до зморшок. Крім того, викликають запалення, яке може призвести до хвороб серця, очей, нирок і діабету.
"Вони осідають на білках тканин, наче іржа", – пояснює Джон Бейнс, біохімік з Медичної школи Флойда при Університеті Південної Кароліни, який присвятив свою кар'єру дослідженню AGE-продуктів.
Вчені вже намагалися призупинити процес утворення AGE-продуктів. Однак більшість спроб зосереджувалися на тому, аби відновити правильний поділ клітин. Натомість старінню тканинних структур приділяли значно менше уваги.
Дослідження почалося з гіпотези: оскільки після смерті всі людські тканини розкладаються, в природі має існувати спосіб розщеплення цих міцних сполук. Щоб виявити цей механізм, вчені звернули увагу на ферменти мікроорганізмів, які відповідають за ці процеси.
За допомогою програмного забезпечення на основі штучного інтелекту команда проаналізувала ДНК-послідовності понад 50 тисяч мікробів, щоб змоделювати структури ферментів. Згодом вони звузили коло до кількох, потенційно здатних відщеплювати AGE-продукти від людських тканин.
Зрештою науковці знайшли потрібний фермент і завдяки молекулярній інженерії підвищили ефективність його роботи. Після кількох циклів новий штучно вдосконалений фермент "навчився" якісно видаляти AGE-продукти зі зразків людських тканин. Його назвали CMLase.
"У вражаючому експерименті ми взяли шкіру 70-річної людини й відновили показники AGE-продуктів до рівня, властивого 30-річному віку. Це лише перший крок у великому напрямку, адже старіння – це надзвичайно складний процес.
Це вперше в історії науковцям вдалося на структурному рівні довести, що деякі з цих змін справді можна повернути назад", – зазначає Аарон Крейвенс, провідний автор дослідження і засновник компанії Revel Pharmaceuticals, яка розробила новий фермент,.
Наразі дослідники планують тестувати фермент у лікуванні захворювань очей, які виникають через накопичення AGE-продуктів у тканинах сітківки та кришталика. Ймовірно, CMLase можна буде вводити періодично або навіть одноразово, щоб усунути запальні відкладення.
Якщо підхід покаже ефективність у клінічних умовах, його застосування розшириться. Наприклад, для повернення еластичності колагену шкіри або для відновлення функції нирок і серцево-судинної системи.
Раніше вчені з'ясували, що щоденний прийом полівітамінів протягом двох років може уповільнювати старіння у літніх людей.