Учёные обнаружили скрытую программу старения в кишечнике, повышающую риск рака

Исследователи обнаружили, что с возрастом в стволовых клетках кишечника накапливаются эпигенетические изменения, которые следуют определённому паттерну, а не возникают случайно. Этот процесс, названный ACCA-дрейфом, связан с повышенным риском развития колоректального рака.

Учёные выявили скрытый процесс старения в кишечнике, который может способствовать развитию рака толстой кишки. Фото: Shutterstock

Кишечник обновляет свои клетки быстрее любой другой ткани в организме, но со временем его стволовые клетки начинают накапливать химические метки на ДНК. Новое исследование, опубликованное в Nature Aging под руководством профессора Франческо Нери из Туринского университета, показывает, что эти изменения следуют чёткой схеме, которая становится более выраженной с возрастом.

Гены, наиболее подверженные этому дрейфу, участвуют в поддержании баланса тканей и обновлении слизистой кишечника через сигнальный путь Wnt. Когда их работа нарушается, способность кишечника к самовосстановлению ослабевает. Учёные обнаружили, что тот же самый паттерн дрейфа присутствует не только в стареющей ткани кишечника, но и практически во всех проанализированных образцах рака толстой кишки.

Старение затрагивает кишечник неравномерно. Ткань состоит из крипт — микроскопических структур, образованных из одной стволовой клетки. Если в этой клетке происходят эпигенетические изменения, их наследуют все клетки крипты.

Со временем в ткани развивается всё больше областей с более старым эпигенетическим профилем. Благодаря естественному процессу деления крипт эти области непрерывно увеличиваются и могут расти в течение многих лет, — объясняет доктор Анна Крепелова.

В результате кишечник пожилого человека становится мозаикой из относительно молодых и очень старых крипт, что повышает вероятность появления повреждённых клеток.

Ключевой причиной этого процесса оказалась потеря железа. Стареющие клетки кишечника поглощают меньше железа и выделяют его больше, что снижает доступность железа (II) в ядре клетки. Это вещество критически важно для работы ферментов TET, которые удаляют избыточные метилирования ДНК.

Когда в клетках недостаточно железа, ошибочные метки остаются на ДНК. И клетки теряют способность удалять эти метки, — говорит доктор Анна Крепелова.

Возрастное воспаление в кишечнике усугубляет проблему, нарушая баланс железа и ослабляя сигнальный путь Wnt, что ускоряет эпигенетический дрейф.

Однако в экспериментах на органоидах — миниатюрных моделях кишечника — учёным удалось замедлить или частично обратить вспять этот дрейф. Это было достигнуто за счёт восстановления поглощения железа или прямого усиления сигнального пути Wnt, что вновь активировало ферменты TET.

Это означает, что эпигенетическое старение не обязательно должно быть фиксированным, конечным состоянием. Впервые мы видим, что можно корректировать параметры старения, лежащие глубоко в молекулярном ядре клетки, — отмечает доктор Крепелова.

Источники: sciencedaily.com, Leibniz Institute on Aging - Fritz Lipmann Institute.