Почему мы стареем, а землекопы нет

«А началось все с них», – сказал нам Максим Скулачёв, генеральный директор компании «Митотех», один из основателей проекта, и показал на лысых розовых крысят, местами сморщенных и, похоже, подслеповатых. Эти грызуны называются голыми землекопами, их обнаружили в девятнадцатом веке в восточной Африке, и спустя почти век изучений о них узнал весь мир: оказалось, что землекопы не стареют. Их популяцию сокращают хищники, а иногда и они же сами – зверьки довольно агрессивны. Однако никаких возрастных изменений у них не выявлено. По одной из гипотез эти грызуны сумели затормозить у себя работу генетической программы старения ещё будучи детенышами.

И все же ученые пока не обнаружили настоящих причин «вечной молодости» землекопов (их геном и особенности физиологии изучают до сих пор), а вот в человеческом организме одну из частей этого механизма нашли.

В результате, с возрастом функционирование клеток становится все хуже, поэтому у пожилых людей кости срастаются медленно, хуже заживают раны, истончается кожа и развивается множество возрастных патологий. В общем, стало очевидно, что радикалы и кислород из митохондрий нужно убирать, и спустя несколько лет академику Владимиру Скулачёву удалось создать на базе открытого им иона необходимое для этого вещество – SkQ.

Как это работает

SkQ является антиоксидантом, то есть веществом, способным подавлять действие свободных радикалов-окислителей. На простом примере это выглядит так: в двух чашках плавают клетки, одним дают антиоксиданты, другим – нет. Спустя какое-то время в обе чашки добавляют перекись водорода, от чего у клеток случается окислительный стресс. Выживают только те, кто получал SkQ.

Ион-призрак (путь к митохондрии)

В химии существуют свои законы, и один из них не позволяет ионам попадать в клетки. Это было основной проблемой, ведь антиоксиданту необходимо туда пробраться, чтобы спасти митохондрию от радикалов. Как это сделать, если оболочка клетки жирная и отталкивает воду, которая собирается вокруг положительно заряженного иона? Выход есть: сделать ион, в котором заряд будет «размазан» по большому количеству атомов, а не локализован в одном, так, чтобы диполи воды не могли за него «зацепиться». Эту хитрость использовали создатели иона Скулачёва, который как призрак проникает сквозь мембрану. Он ищет единственное в клетке противоположное себе по заряду (т.е. несущее отрицательный заряд) поле – митохондрию – и притягивается к нему. Благодаря этому вещество попадает точно в цель.

Молекулярная кухня

Антиоксидант SkQ состоит из трех компонентов: пластохинона, который нейтрализует радикалы, иона Скулачёва, адресно доставляющего всю частицу в митохондрию, и C10-линкера, размещающего её с точностью до нанометра. Этот химический пазл собирается в лаборатории факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ. Два аппарата последовательно путём синтеза «склеивают» все составляющие в одну молекулу.

Далее частицу отправляют на изучение. В лаборатории клеточной биологии её тестируют на простейших организмах, моделируют различные патологии, вроде окислительного стресса. Одновременно с этим ставятся опыты на грызунах, так как процесс старения у них протекает быстро, позволяя не затягивать наблюдения на годы.

В лаборатории генной инженерии вещество тестируют при помощи клеток — мутантов. Учёные меняют состав ДНК так, чтобы один из генов переставал работать, и клетка начинала жить иначе, например, сильнее страдать от свободных радикалов. Далее в неё вводят SkQ и наблюдают за реакцией. Если «выключенный» ген был важен для антиоксидантной защиты клетки, то вещество спасет её от гибели.