ПУТЬ К ЭЛИКСИРУ ВЕЧНОЙ МОЛОДОСТИ. ШАГ ПЕРВЫЙ

Так пересек ты свой божий мирок -
Вжился, пригрелся.
Так и доехал до райских ворот -
Кончились рельсы.
Вышел, размялся, стрельнул сигарет -
Просто для смеха.
Взял на перроне обратный билет...
Сел и поехал

(Слова из песни группы «Несчастный случай»)


При компановке материала я попытался удовлетворить запрос различных категорий читателей: и тех, кто за короткое время пытается уловить суть, и тех, кто хочет подробнее разобраться с темой. Поэтому сначала коротко знакомлю с канвой подхода к решению задачи. Затем, в следующих разделах буду останавливаться на каждом вопросе более подробно.

ГЛАВА 1. Коротко обо всем

Не буду ходить вокруг да около. Речь пойдет о стволовых клетках.
Почему именно стволовые клетки?
Чтобы ответить на этот вопрос рассмотрим

ПРЕДЕЛ ХЕЙФЛИКА

Оказывается, нормальные клетки организма, будем называть их «зрелыми» (ЗК), не могут делиться бесконечно. 50 делений, и не больше. Затем все потомство гибнет. Происходит апоптоз – запрограммированное самоубийство. Это явление обнаружил в 1961 г. американский ученый Леонард Хейфлик. Поэтому предел клеточного деления носит его имя.
У читателя, наверное, сразу возникает законный вопрос – За счет чего же тогда пополняются клеточные ткани человеческих органов?
Ответ – За счет стволовых клеток.
Стволовые клетки могут делиться бесконечно. Они то и подбрасывают периодически новые зрелые клетки в ткани (Рис.1).



С возрастом стволовых клеток становится меньше. Они не успевают восполнять клетки тканей. Начинается старение организма. Как с этим бороться? Первое, что пришло медикам в голову – добавлять человеку чужие молодые стволовые клетки. Например, из абортажного материала. И что? Пациенты стали умирать от рака. Теперь уже стали понимать, что чужая стволовая клетка – это, почти наверняка, рак. Чужую стволовую клетку организм не умеет контролировать. А бесконтрольный рост «бессмертной» клетки (клетки, которая может делиться неограниченно) – это опухоль. Важно уметь не только стимулировать рост клеток, но, что более важно, вовремя остановить его.
Вывод: нужен другой путь для обновления клеток ткани. А почему бы не попробовать путь стимулирования собственных стволовых клеток к размножению? Тем более, что такой механизм у человека есть. Механизм регенерации тканей ярко проявляется во время ранения. Организм резко начинает плодить клетки, чтобы восстановить разрушенную ткань. Причем, делает он это в два этапа. Сначала стволовые клетки размножают себя (Рис.2 процесс 1), затем они начинают восполнять зрелые клетки ткани (Рис.2 процесс 2).



Здесь мы наткнулись на интересный момент. Оказывается, стволовые клетки могут подвергаться разным механизмам деления. Рассмотрим два из них: симметричное деление и асимметричное (Рис.3). В первом случае обе дочки похожи на мать. С помощью такого механизма стволовые клетки умножают свою популяцию. Во втором случае одна дочка похожа на мать, а вторая является зрелой клеткой ткани. С помощью второго механизма стволовые клетки пополняют ткани и в то же время поддерживают свою численность.



Теперь мы можем конкретизировать нашу задачу.
Наша задача – периодически вызывать симметричное деление стволовых клеток.

СЛОЖНОСТЬ ДЕТСКИХ ВОПРОСОВ

В клеточной биологии до сих пор много, казалось бы, детских вопросов, которые ставят в тупик академиков. Вот один из них.
ЧТО ОСТАНАВЛИВАЕТ АКТИВНОЕ ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК, КОГДА РАНА ЗАРОСЛА?
Долго ученые лишь разводили руками. Говорили, что, возможно, в каком-то органе (скорее всего в мозге) заложена программа контроля целостности органов. Она активизирует деление, когда ткань нарушена, и останавливает процесс деления, когда ткань восстановлена. Возникали мысли о наличии Творца, который заложил человеку эту программу.
И лишь совсем недавно обнаружили, что никакого органа, контролирующего целостность тканей нет, что ткани сами регулируют свою целостность. Покажем, как красиво природа это «придумала».
Запустить некий процесс можно двумя способами: командой «старт» или отменой команды «стоп». Помните, жители древнего Багдада посчитали, что подавать сигнал тревоги при нападении врагов – не очень надежно. Если ночная стража уснет, или ее перебьют, то подавать сигнал тревоги будет не кому. И жители придумали другой способ. Ночная стража ходила по улицам и кричала «В Багдаде все спокойно» (подавала сигнал «стоп»). И если этих криков было не слышно, жители начинали просыпаться и беспокоиться. Такой же способ «придумала» и природа. Зрелые клетки ткани периодически синтезируют сигнальные белковые молекулы, которые несут стволовым клеткам сигнал «спать» (Рис.4). В результате ранения зрелые клетки ткани гибнут, и сигнал «спать» пропадает. Стволовые клетки просыпаются и начинают восстанавливать ткань. Как только ткань восстановится, сигнал «спать» снова наберет силу, и стволовые клетки заснут. Просто и красиво.



Учитывая выше сказанное, мы можем еще конкретизировать задачу. Нам нужно на короткое время (дня 2-3) заблокировать белковые молекулы, несущие сигнал «спать». За это время стволовые клетки должны проснуться и начать делиться симметрично, размножая себя. А к тому времени, когда они сменят механизм деления на асимметричный, сигнал «спать» должен снова появиться. Таким образом, мы размножим стволовые клетки и предотвратим излишнее пополнение ткани зрелыми клетками.

МЕТИЛИРОВАНИЕ

Чтобы искать способ блокирования сигнальных молекул, не надо далеко ходить. Наши клетки вовсю пользуются таким процессом, как метилирование.
Еще один детский вопрос. Все клетки одного человека обладают одинаковым геномом. Почему они так не походят друг на друга? Сравним, например, нейрон и клетку печени, клетку мышечной ткани и клетку крови. А дело в том, что в разных клетках блокируются разные гены. Блокировка, как правило, происходит метильными группами или фосфорными кислотными остатками. Этот процесс носит название " метилирование" или "фосфорилирование". Такие химические реакции идут в присутствии катализаторов и очень чутко реагируют на концентрацию последних. А это означает, что организм регулирует процессы в клетке, изменяя концентрацию катализаторов.
Вот мы уже и подходим к идее создания препарата. Надо подобрать химическое вещество и дозу, такие, чтобы на короткое время создать нужную концентрацию катализатора в ткани.