Редкое деление клеток объяснило снижение заболеваемости раком у пожилых людей
Развитие опухоли начинается с точечных мутаций в клетках. Давно известно, что чем старше организм, тем этих мутаций больше: поэтому рак считается возрастным заболеванием и встречается у пожилых людей чаще, чем у молодых. Однако после определенного возраста (по некоторым подсчетам, после 70 лет) частота заболеваемости раком снижается, что по сути парадоксально, так как мутации не могут никуда исчезнуть.
Кристиан Томасетти (Cristian Tomasetti) и его коллеги из Медицинской школы университета Джонса Хопкинса предложили свою модель такой зависимости. Они предположили, что число мутаций с возрастом растет нелинейно, и в какой-то момент рост замедляется: это могло бы объяснить данные по заболеваемости раком.
Тем не менее, непонятно, какой именно механизм образования мутаций мог бы с возрастом утратить силу. Например, один из источников поломок в ДНК — «промахи» работы системы репарации, но с возрастом эта система не начинает работать лучше. Другой источник — ошибки полимераз, ферментов, которые копируют ДНК, но и эти белки не становятся «аккуратнее» со временем.
Ученые предположили, что дело в скорости деления стволовых клеток: чем чаще они размножаются, тем чаще полимеразы копируют ДНК — и, следовательно, чаще ошибаются. Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи взяли образцы ткани из прямой кишки у молодых (20-29 лет) и пожилых (80-89 лет) людей. Полученные препараты они окрасили на маркеры, характерные для делящихся клеток: таким образом удалось зафиксировать в среднем 219 делящихся стволовых клеток в молодых тканях и всего 151 — в старых.
Ученые перепроверили свои данные еще несколькими способами. Они пробовали окрашивать клетки по-другому, передавать препараты независимым экспертам и брать образцы из других отделов желудочно-кишечного тракта — пищевода и двенадцатиперстной кишки. Во всех экспериментах ученые показали, что с возрастом делящихся клеток становится гораздо меньше.
Затем авторы работы провели аналогичные исследования на мышах: известно, что у них частота развития опухолей не изменяется с возрастом. В соответствии с этим никакого различия в количестве делящихся клеток ученым обнаружить не удалось: у пожилых мышей их было столько же, сколько и у молодых.
То, что количество стволовых клеток с возрастом уменьшается, известно достаточно давно, а теперь авторы работы выяснили, что они еще и реже размножаются. Ученые отмечают, что вслед за этим было бы интересно изучить, что происходит с длиной теломер: если стволовые клетки реже делятся, то, возможно, и теломеры у них укорачиваются медленнее после определенного возраста. Это могло бы быть важным открытием, потому что сейчас теломеры все чаще используют в качестве маркера биологического возраста, чтобы оценивать риск заболеваний или смерти у отдельных людей.
Источник https://nplus1.ru, https://www.pnas.org