Autor: Katsed näitavad, et zombistunud ja haigusi tekitavaid rakke saab kehast eemaldada autofaagia ehk “eneseõgimise” võimet taastava ravi abil.
Jah, “zombistunud” rakud on meie kehas päriselt olemas!
Vananedes kuhjuvad meie organismis „zombirakud“ – elusad rakud, mis on lõpetanud jagunemise või normaalse toimimise, kuid jäävad kudedesse püsima. See soodustab kroonilist põletikku ja vananemisega seotud haigusi. Albert Einsteini meditsiinikolledži teadlaste uuring, mis avaldati ajakirjas Nature Aging, aitab selgitada, miks nende rakkude kõrvaldamine meie keha jaoks üha keerulisemaks muutub. Teaduslikult nimetatakse neid senestsentseteks ehk vananenud rakkudeks. Uuring osutab ka viisile, kuidas aidata organismil neist vabaneda.
Hiirtega tehtud katsetes leidsid teadlased, et rakusisese taaskasutusprotsessi – šaperoonide vahendatud autofaagia ehk CMA – aktiivsuse vähenemine kahjustab nii zombirakkude endi kui ka nende eemaldamise eest vastutavate immuunrakkude toimimist. Selle taaskasutusprotsessi taastamine vähendas zombirakkude kuhjumist ja leevendas kopsufibroosi – haigust, mis on tihedalt seotud rakkude zombistmisega.
„Vanematel loomadel võimaldavad vanusega seotud muutused nii senestsentsetes rakkudes kui ka nende eemaldamise eest vastutavates immuunrakkudes zombirakkudel kuhjuda ja haiguste kujunemises osaleda,“ ütles uuringu juht Ana Maria Cuervo, arengu- ja molekulaarbioloogia professor ja neurodegeneratiivsete haiguste uurimise õppetooli juht. „Rakusisese taaskasutuse taastamisega võime aidata organismi enda kaitsesüsteemil neid rakke tõhusamalt eemaldada.“
Kui rakusisene taaskasutus hakkab tõrkuma ja “prügi” kuhjuma
Dr Cuervo on üks maailma juhtivaid autofaagia (CMA) asjatundjaid. See protsess võimaldab eemaldada ja taaskasutada kahjustatud või mittevajalikke valke. CMA-s osalevad spetsiaalsed šaperoonimolekulid, mis suunavad soovimatud valgud lagundamisele.
Autofaagia aktiivsus väheneb vanusega. Autofaagia aktiivsuse vähenemine võimaldab rakusisesel „prügil“ kuhjuda närvirakkudes ja teistes rakkudes. See kuhjumine aitab kaasa Alzheimeri tõve ja teiste neurodegeneratiivsete haiguste, aga ka veresoonkonna- ja ainevahetushaiguste, näiteks ateroskleroosi ja diabeedi kujunemisele.
Uues uuringus uurisid dr Cuervo ja tema töörühm, kas autofaagia aktiivsuse vähenemine soodustab zombirakkude kuhjumist, mis võib vananedes häirida tervete kudede toimimist. Enamik uuringu katseid tehti hiirtega, kuid inimese kopsukoe analüüsid andsid tõendeid selle kohta, et tulemused võivad olla olulised ka inimeste puhul.
Zombirakkude positiivne roll haavade paranemises
Zombirakud võivad mõnikord olla kasulikud. Näiteks haava paranemise ajal lähevad mõned kahjustatud rakud vananemise-seisundisse, milles nad vabastavad aineid, mis kutsuvad teisi rakke kudede taastamisele appi. Tavaliselt eemaldavad makrofaagid need zombirakud peagi. Makrofaagid on olulised immuunrakud, mis võitlevad nakkustega, eemaldavad surnud rakke ning reguleerivad põletikku ja kudede taastumist.
Autofaagia rolli uurimiseks haavade paranemises kasutasid teadlased hiiri, kelle makrofaage oli geneetiliselt muudetud nii, et neis puudus autofaagia võime. Võrreldes kontrollrühma hiirtega kuhjus nende hiirte haavapiirkondadesse rohkem zombirakke ja nende haavad paranesid aeglasemalt. Tulemused näitavad, et makrofaagide autofaagia on oluline selliste zombirakkude eemaldamiseks, mis võivad kudede taastumist takistada.
„Zombistumise“ lähem uurimine
Teadlased saavad laboris zombirakke tekitada, mõjutades organismi rakke ravimitega, mis peatavad nende jagunemise. Kui teadlased muutsid noorte ja vanade hiirte fibroblastid – sidekoes leiduvad rakud – „zombideks“, avastasid nad autofaagia aktiivsuses silmatorkavaid erinevusi.
Noorte hiirte rakkudes suurenes autofaagia aktiivsus, kui zombirakud tekkisid. Vanade hiirte rakud seevastu ei suutnud oma niigi väikest autofaagia aktiivsust suurendada. Sellel olid olulised tagajärjed: teatud valgud zombirakkude sees ei lagunenud autofaagiaprotsessis korralikult. Selle tulemusena eritasid need rakud lagundamata mürgiseid aineid, mis suurendasid tõenäosust, et lähedal asuvad terved rakud muutuvad samuti zombirakkudeks, ning häirisid makrofaagide võimet neid ära tunda ja eemaldada. Lisaks leidsid teadlased, et vanemate loomade makrofaagides oli autofaagia aktiivsus väiksem kui nooremate loomade omades, mis vähendas nende võimet zombistunud rakke endasse haarata ja kõrvaldada.
Zombirakkudega toimetulekuks on vaja uut strateegiat
Sellest ajast peale, kui teadlased avastasid, et zombirakud aitavad vananemisprotsessi edasi viia, on nende kõrvaldamiseks arendatud nn senolüütilisi ravimeid. Uuringutulemused viitavad aga sellele, et nende ravimite katsetamine noortelt loomadelt võetud ja laboris “senestsentseks muudetud “zombistatud” rakkudes ei pruugi täielikult näidata, kuidas need vanemas organismis toimivad. Tulemused osutavad teisele lähenemisviisile: kasutada tuleb ühendit, mis aktiveerib autofaagiat, et vähendada zombirakkude eritiste kahjulikku mõju, ning taastab ühtlasi makrofaagide võime zombirakke ära tunda ja endasse haarata.
Teadlased olid sellise ühendi juba varem väljatöötanud. See on väikese molekuliga CMA aktivaator nimega CA77.1. Eakate hiirtega tehtud katsetes vähendas viis kuud kestnud igapäevane suukaudne ravi CA77.1-ga zombirakkude kuhjumist mitmes elundis ning põletiku ja fibroosi tunnuseid. Teises katses taastati CA77.1-ga eakate hiirte makrofaagide võime osakesi endasse haarata tasemeni, mis oli võrreldav noorte hiirte makrofaagide omaga.
Ravim kopsufibroosi vastu
Kas katsete tulemused võiksid olla olulised mõne vananemisega seotud inimese haiguse puhul? Loogiline valik katsetamiseks oli idiopaatiline kopsufibroos ehk IPF, mille korral kuhjub kopsudesse järk-järgult armkude, muutes hingamise üha raskemaks. Kopsufibroosiga inimeste elulemuse mediaan pärast diagnoosi saamist on vaid kolm kuni viis aastat.
Kui teadlased uurisid kopsufibroosi patsientide kopsukoeproove, leidsid nad märkimisväärselt vähenenud autofaagia aktiivsuse. See viitas, et autofaagiat aktiveeriv ravim võiks aidata kopsufibroosi vastu. Nad katsetasid CA77.1 selle haiguse hiiremudelis ja said paljulubavaid tulemusi: varsti pärast kopsukahjustuse tekkimist alustatud ravi vähendas nii kopsufibroosi raskust kui ka rakkude zombistumist ja põletiku tunnuseid.
„Meie uuring seob omavahel kaks olulist vananemist soodustavat tegurit – autofaagia aktiivsuse vähenemise ja rakkude zombistumise – ning näitab esimest korda, kuidas nende koosmõju võimaldab zombistunud rakkudel vanas organismis immuunsüsteemi poolt eemaldamisest pääseda,“ ütles dr Cuervo. „Samuti leidsime, et zombirakkude tapmise asemel võime taastada nende vastastikuse suhtluse immuunsüsteemiga, nii et organism saaks need loomulikul teel eemaldada. Järgmine ülesanne on teha kindlaks, kas sellest lähenemisviisist saab tulevikus välja arendada ohutu ravi inimeste vanusega seotud haiguste jaoks.“
Uuringut „Šaperoonide vahendatud autofaagia vähenemine vananemisel kahjustab makrofaagide võimet senestsentseid rakke eemaldada“ (Decline of chaperone-mediated autophagy in aging impairs macrophage clearance of senescent cells; DOI: 10.1038/s43587-026-01240-w) toetasid USA riiklike terviseinstituutide ehk NIH riiklik vananemise instituut, Hevolution Foundation, Freedom Together Foundation ja Rainwaters Foundation. Esimene autor Rebecca Sereda tegi uuringu Einsteini meditsiinikolledžis dr Cuervo laboris kraadiõppurina, kelle kaasjuhendaja oli dr Susmita Kaushik. Uuringus osalesid teadlased veel kahest Einsteini laborist ja kolmest välisest koostöölaborist. Töö sai alguse dr Cuervo juhitud Einsteini ja Hevolutioni partnerlustoetusest.
Teised Einsteini meditsiinikolledžist pärit uuringu autorid olid Kristen Lindenau, Antonio Diaz, Zhaohui Liu, Olaya Santiago-Fernández, Rabia R. Khawaja, Ronald Cutler, Mericka McCabe, Felipe Vilicich, Bhakti Chavda, Yair Botbol, Evripidis Gavathiotis, Simone Sidoli ja Susmita Kaushik.
Lisaks olid autoriteks Jazmin Calyeca, Natalia Del Pilar Vanegas, Hu Chen, Ana L. Mora ja Mauricio Rojas Ohio osariigi ülikoolist; Sylvére Durand, Fanny Aprahamian ja Guido Kroemer Cordeliers’ uurimiskeskusest ning Gustave Roussy instituudist; samuti Toren Finkel Pittsburghi ülikoolist.
Albert Einsteini meditsiinikolledžil on selle uuringuga seotud intellektuaalomandi portfell ning kolledž otsib litsentsipartnereid, kes suudaksid tehnoloogiat edasi arendada ja turule tuua. Albert Einsteini meditsiinikolledž on üks USA juhtivaid alusteaduse, kliiniliste uuringute ja biomeditsiinilise hariduse akadeemilisi keskusi. patsientidele kasulike raviviisideni.
Loe lisaks
Kuidas vananedes head tervist säilitada?
Põletikuvastane toitumine ja eluviis
Kuidas mees tervelt sajani elab?
See on üks pika eluea saladustest