Чем старше мы становимся, тем слабее становятся наши мускулы, из-за чего старость пронизана слабостью и физическими недостатками. Но это не только влияет на человека, но и создает значительную нагрузку на общественное здравоохранение. Тем не менее, исследования биологических процессов и биомаркеров, которые определяют старение мышц, еще не определили основные причины.
Теперь команда ученых из лаборатории Йохана Ауверкса в Школе естественных наук EPFL посмотрела на проблему под другим углом: сходство между старением мышц и дегенеративными заболеваниями мышц. Они обнаружили белковые агрегаты, которые откладываются в скелетных мышцах во время естественного старения, и что их блокирование может предотвратить пагубные признаки старения мышц. Исследование опубликовано в Cell Reports.
"При возрастных мышечных заболеваниях, таких как миозит с тельцами включения (IBM), наши клетки изо всех сил пытаются поддерживать правильную укладку белка, что приводит к осаждению этих неправильно свернутых белков и образованию агрегатов токсичных белков в мышцах," объясняет Ауверкс. "Наиболее заметным компонентом этих белковых агрегатов является бета-амилоид, как и в амилоидных бляшках в головном мозге пациентов с болезнью Альцгеймера."
В ходе исследования ученые идентифицируют амилоидоподобные белковые агрегаты в старых мышцах разных видов, от нематоды C. elegans вплоть до людей. Кроме того, они также обнаружили, что эти агрегаты также нарушают функцию митохондрий. Хотя предполагается, что агрегированные белки способствуют старению мозга, впервые было показано, что они способствуют старению мышц и непосредственно повреждают митохондрии. "Эти аномальные протеотоксические агрегаты могут служить новыми биомаркерами процесса старения, помимо мозга и мышц," говорит Ауверкс.
Но можно ли обратить образование белковых агрегатов?? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи скармливали червям витамин никотинамид рибозид и противоопухолевый агент олапариб, оба из которых повышают уровень никотинамидадениндинуклеотида (НАД +), биомолекулы, которая необходима для поддержания митохондриальной функции и уровень которой снижается с возрастом.
У червей эти два соединения включали защитные системы митохондрий, даже если были введены в организм в преклонном возрасте. Включение так называемого "система контроля качества митохондрий" уменьшил возрастные агрегаты амилоидного белка и улучшил физическую форму и продолжительность жизни червей.
Затем ученые перешли к мышечной ткани человека, взятой у пожилых людей и пациентов IBM. Включение одних и тех же систем контроля качества митохондрий привело к аналогичным улучшениям в белковом и митохондриальном гомеостазе. Обнадеживающие результаты побудили исследователей протестировать никотинамид рибозид на старых мышах. Лечение также активировало митохондриальные защитные системы и уменьшило количество и размер амилоидных агрегатов в различных тканях скелетных мышц.
"Таким образом, препараты, которые усиливают контроль качества митохондрий, могут быть протестированы в клинике, чтобы обратить вспять эти связанные с возрастом протеотоксические агрегаты и омолодить ткани," говорит Марио Романи, первый автор исследования.