С возрастом кроветворная система человека теряет разнообразие и становится уязвимее. К такому выводу пришли учёные из Испании, опубликовавшие исследование в журнале Nature. Они показали, что к 50 годам у большинства людей в крови начинают доминировать всего несколько стволовых клеток, вытесняя остальных “конкурентов”. Эти так называемые клоны становятся основными поставщиками новых клеток крови, но, в отличие от молодого организма, склонны производить преимущественно миелоидные клетки, связанные с хроническим воспалением.
Авторы работы связывают это с феноменом “воспалительного старения” – постоянного фонового воспаления, повышающего риск болезней с возрастом. Такие изменения были обнаружены и у людей, и у мышей, что указывает на универсальность процесса.
Чтобы проследить, какие именно стволовые клетки продолжают работать с возрастом, а какие “сдаются”, учёные использовали эпигенетические метки – химические “ярлыки” на ДНК, которые передаются потомкам клеток. Это позволило построить “родословную” крови и увидеть, как с возрастом одни клоны вытесняют других. Для этого была разработана новая технология EPI-Clone, основанная на модифицированной платформе одноклеточного секвенирования Tapestri от компании Mission Bio. В отличие от генной инженерии, технология не требует вмешательства в ДНК и подходит для клинических исследований у людей.
Результаты оказались поразительными: у пожилых мышей до 70% всех клеток крови происходят всего от нескольких десятков клонов. У людей картина аналогична: к 60 годам доминирование крупных клонов становится почти неизбежным. При этом многие из них не несут никаких известных мутаций, связанных с раком – значит, возрастная клональность сама по себе может быть частью нормального, хотя и проблемного, старения.
Учёные считают, что EPI-Clone может открыть путь к ранней диагностике старения крови и потенциальным методам омоложения. Например, если удастся точно определить, какие клоны провоцируют воспаления, в будущем можно будет точечно их подавлять, восстанавливая молодую структуру кроветворения и повышая иммунную защиту. Пока такие эксперименты проводились только на животных, но теперь появляется возможность перейти к исследованиям на людях.
“В молодости стволовые клетки крови живут в состоянии конкуренции, что обеспечивает разнообразие и устойчивость. С возрастом большинство клеток “сходят с дистанции”, и остаются только несколько доминирующих, которые берут всё на себя. Это снижает гибкость и делает систему уязвимой”, – объясняет Ларс Фельтен, соавтор работы из Центра геномного регулирования в Барселоне.
Исследование стало результатом совместной работы CRG и Института биомедицинских исследований в Барселоне (IRB Barcelona). Теперь перед исследователями стоит новая цель – адаптировать EPI-Clone для масштабных клинических испытаний.