Один из главных факторов старения на клеточном уровне — скорость укорочения теломер, концевых участков хромосом, в которых содержатся нуклеотидные повторы. Эти повторы бессмысленны и не несут генетической информации, однако они очень важны для системы удвоения ДНК, которая не умеет копировать концы молекул и «откусывает» их при делении. Так с каждым следующим делением теломеры немного укорачиваются и в какой-то момент доходят до критической длины. Тогда клетка сама останавливает свой цикл, чтобы не накапливать мутации, и перестает делиться.

Долгое время считалось, что длина теломер — мера возраста клетки, однако сейчас становится понятно, что это не единственный фактор. Например, у мышей теломеры в несколько раз длиннее человеческих, но живут грызуны всего два-три года. Теломеры не только укорачиваются, но и могут принимать неправильные вторичные структуры и ломаться, что также приводит к остановке клеточного цикла. Эти и другие теломерные аномалии коррелируют с возрастом даже лучше, чем длина сама по себе.

Тем не менее размер теломер иногда используют, чтобы предсказать риск смерти для пожилых людей с хроническими заболеваниями — а значит, этот параметр все же как-то связан со старением. Поэтому научиться удлинять теломеры было бы полезно, и пока такие методы только разрабатываются. Однако уже было показано, что длина теломер может колебаться в течение жизни: как расти, так и падать.

Исследователи из Медицинского центра Шамира под руководством Яфита Хакмо (Yafit Hachmo) и Амира Хаданни (Amir Hadanny) проверили, как на длину теломер пациентов повлияет насыщение тканей кислородом под давлением. Такая терапия проводится в гипербарической барокамере, где кислород из воздуха растворяется в плазме крови и переносится по организму эффективнее, чем при атмосферном давлении. Биологи на протяжении трех месяцев пять дней в неделю помещали 26 человек от 64 лет в барокамеры и собирали образцы их крови в середине эксперимента, сразу после него и еще через 1-2 недели.

Из образцов ученые выделили мононуклеарные клетки периферической крови (лимфоциты, моноциты и небольшое количество дендритных клеток), после чего определили их тип и длину теломер. Для этого они обработали разными красителями для специфических маркеров их типов, а также светящимися зондами для теломер. После этого биологи измерили силу свечения при помощи проточной цитометрии. В цитометре поток суспензии сжимает клетки, и те выстраиваются одна за другой. На «очередь» из клеток направлен лазерный луч, который возбуждает флюоресценцию красителей. На основании интенсивности свечения зондов биологи определяли длину теломер.

Оказалось, что у иммунных клеток Т-хелперов длина теломер выросла на 21 процент (p = 0,042) в середине исследования и через 1-2 недели после него. У B-клеток теломеры выросли на 25, 29 и 37 процентов на каждой стадии соответственно (p < 0,05). У натуральных киллеров их длина также выросла более, чем на 20 процентов в середине и сразу после исследования (p < 0,05). Теломеры стали длиннее и у цитотоксических Т-лимфоцитов: сразу после исследования на 24 процента, а через 1-2 недели — на 19 (p <0,05). После исследования также значительно снизилось количество старых (остановивших свои деления) Т-хелперов и цитотоксических Т-лимфоцитов.

Так исследователи обнаружили, что оксигеназная терапия в барокамере пожилых пациентов увеличивает длину теломер некоторых клеток крови больше, чем на 20 процентов. Это исследование указывает на парадоксальный ответ организма на большие дозы кислорода, ведь считается, что окислительный стресс в том числе вызывает старение клеток. Однако впечатляющий результат авторы не подтверждают дополнительными исследованиями непосредственного влияния кислорода на теломеры, поэтому свидетельство его роли остается косвенным.

Однако в организме существуют и клетки, которые не подвержены старению из-за теломер — стволовые. У них работает фермент теломераза, который достраивает теломеры после делений. Недавно мы писали о препарате, который восстанавливает работу теломеразы в культуре стволовых клеток пациентов с дискератозом и удлиняет их теломеры.