Мозг можно омолодить: учёные нашли способ остановить возрастные изменения

Белок-диктатор и потерянный контроль: почему мы стареем на клеточном уровне

Группа исследователей из нескольких стран, объединив усилия, выяснила: в основе возрастных изменений мозга лежит работа конкретного белка. Он подавляет активность нейронов и мешает стволовым клеткам превращаться в новые нервные. Это открытие перевернуло прежние представления о том, почему с годами ухудшаются память, скорость реакции и способность усваивать новое.

Раньше учёные списывали всё на накопление «мусора» в клетках, повреждение ДНК и снижение кровотока. Сейчас картина стала точнее. Оказалось, что в стареющем мозге нарушается порядок упаковки хроматина. Гены, которые должны быть выключены, начинают работать, а нужные — замолкают. Воспаление разгорается там, где его быть не должно. Нормальная функция нейронов падает.

«Гены, которые должны оставаться неактивными, активируются, особенно гены, отвечающие за воспаление, в то время как гены, необходимые для нормальной функции печени, начинают отключаться», — отмечается в одной из работ. Хотя про печень тут сказано не случайно: печень тоже стареет по похожей схеме, но для мозга механизм оказался куда более критичным.

Ключевым виновником назвали белок DMTF1. Он работает как тормоз: не даёт нервным стволовым клеткам размножаться и образовывать новые нейроны. С возрастом его активность возрастает, и мозг теряет способность к самовосстановлению. Это напоминает ситуацию, когда главный дирижёр оркестра вместо того, чтобы управлять музыкой, начинает глушить все инструменты.

Назальный спрей и микроРНК: первые шаги к реальному омоложению

Самый громкий результат пришёл из Техасского университета. Там разработали экспериментальный назальный спрей, который доставляет прямо в мозг молекулы микроРНК. Эти маленькие молекулы регулируют работу генов — в частности, могут заблокировать активность того самого белка DMTF1.

В опытах на животных спрей помог обратить вспять возрастные изменения мозга. Уровень нейрогенеза — образования новых нейронов — восстановился практически до молодого состояния. Начали стихать воспалительные процессы. Метаболическая активность мозга вернулась к показателям, которые характерны для более раннего возраста.

Исследователи из Сингапура пошли другим путём. Они сосредоточились на том, как именно белок DMTF1 подавляет стволовые клетки. Им удалось найти способ «выключить» этот тормоз и запустить программу восстановления. Эксперименты показали: одного изменения в сигнальном пути достаточно, чтобы сохранить программы, контролирующие экспрессию генов, и подавить возрастное воспаление.

«Этого единственного изменения оказалось достаточно, чтобы сохранить программы, контролирующие экспрессию генов в печени, подавляя как возрастное воспаление, так и потерю метаболической функции», — говорят авторы работы. Хотя речь шла о печени, для мозга закономерность оказалась аналогичной.

От лаборатории к клинике: что это значит для людей

Пока все опыты проведены на животных. До клинических испытаний на людях — несколько лет. Но принципиально важно другое: учёные впервые показали, что возрастные изменения мозга не фатальны. Их можно не просто замедлить, а повернуть вспять.

Обратить вспять старение мозга — звучит как фантастика, но теперь это научная задача. Если удастся перевести технологию на людей, мы получим оружие против деменции, болезни Альцгеймера, возрастного снижения когнитивных способностей. Миллионы пожилых людей смогут сохранить ясный ум на десятилетия дольше.

Понятно, что назальный спрей — не панацея. Работа идёт и над другими методами. Например, изучаются молекулы, которые стимулируют нейрогенез через активацию стволовых клеток. В одном из недавних исследований сингапурские учёные описали белок, напрямую запускающий образование новых нейронов. Это открытие может привести к появлению таблеток или уколов, которые будут выполнять ту же работу.

Параллельно медики напоминают: самые простые вещи — физическая активность, умственные нагрузки, полноценный сон и сбалансированное питание — до сих пор остаются лучшей профилактикой старения мозга. Никакие наночастицы не помогут, если человек годами не даёт себе нормального отдыха и перегружает нервную систему стрессом.

Старение как поломка программы

Если объяснять на пальцах, то мозг — это сложнейший компьютер, в котором годами накапливаются программные ошибки. Вирусы (воспаление) и сбои в драйверах (белки, подавляющие нейроны) постепенно ломают систему. Исследователи нашли способ не просто переустановить операционную систему, а исправить ошибки прямо в процессе работы.

Одна из влиятельных теорий старения утверждает: постепенная потеря организации хроматина — распутывание ДНК — объясняет большинство возрастных изменений. Когда нити ДНК расплетаются не так, как надо, гены начинают работать хаотично. Отсюда и воспаление, и отмирание нейронов, и потеря памяти.

Если научиться возвращать упаковку ДНК в исходное состояние, то старение можно не только остановить, но и обратить вспять. Пока это лишь гипотеза, но результаты с назальным спреем и микроРНК показывают: теоретически это возможно.

Исследователи из Техаса подчёркивают: их работа — первый случай, когда неврологическое старение удалось обратить вспять в лабораторных условиях. До этого все попытки либо замедляли процесс, либо только предотвращали дальнейшие повреждения.

«Впервые мы смогли вернуть когнитивные функции старых животных к уровню молодых», — заявили авторы разработки.

Что дальше

Сейчас в разработке находится несколько типов препаратов. Одни работают через подавление белка DMTF1. Другие доставляют стволовые клетки прямо в поражённые участки. Третьи используют вирусные векторы для доставки генов. Назальный спрей — самый нетравматичный способ, но его эффективность пока проверена только на мышах.

Крупные фармацевтические компании уже заинтересовались технологией. Если следующие этапы подтвердят безопасность, клинические испытания на добровольцах могут начаться через два-три года. Оптимисты прогнозируют появление первых средств от возрастных изменений мозга на рынке в начале 2030-х годов.

Старение мозга — не приговор. Теперь это просто проблема, у которой есть решение. Вопрос только в том, насколько быстро наука сможет превратить лабораторный эксперимент в доступную терапию для миллионов людей.