Американські вчені вперше використовували Т-лімфоцити для боротьби з сенесцентними клітинами, поява яких супроводжує старіння тканин. Для цього вони скористалися технологією CAR-T: модифікували імунні клітини так, щоб вони розпізнавали поширений на поверхні сенесцентних клітин білок. Метод виявився ефективним не тільки, але й, і поліпшив стан мишей при фіброзі легенів і печінки, а також при стеатогепатиті. Крім того, в мінімальних дозах він не викликав жодних побічних ефектів. Дослідження опубліковано в журналі.
Сенесцентні клітини, які накопичуються в тканинах при старінні, багато в чому нагадують пухлинні. Вони точно так само не виконують своїх основних функцій у тканині, але замість цього запускають перебудову міжклітинної речовини, і в них точно так само заблоковані механізми клітинного самогубства - апоптозу.
Тому як сенолітики - препарати, які покликані очистити тканину від старих клітин - тестують деякі протипухлинні ліки, оскільки вони діють вибірково на клітини із заблокованим апоптозом. В окремих експериментах сенолітики вже показали свою здатність продовжувати життя мишам і покращувати (правда, поки незначно) стан людей з різними віковими захворюваннями, наприклад, запаленням суглобів, фіброзом легенів і діабетом.
Коріна Амор (Corina Amor) разом з колегами з Меморіального онкологічного центру імені Слоуна-Кеттерінга в Нью-Йорку запропонували використовувати проти сенесцентних клітин ще одну зброю, спочатку придуману для боротьби з раком, - технологію CAR-T (докладніше про цю технологію читайте в нашому матеріалі «Химера проти раку»). Це генетично модифіковані Т-лімфоцити, які експресують ген хімерного рецептора, тобто запрограмовані розпізнавати конкретну молекулу на поверхні клітин і знищувати її носія.
Щоб виявити білок, за яким найзручніше відрізнити сенесцентну клітку від будь-якої іншої, автори роботи відсеквенували РНК в культурах клітин, зістарених різними способами - під дією протипухлинної терапії, шляхом експресії онкогену або просто тривалого вирощування. Вони виділили список генів, які стали інтенсивніше працювати після перетворення клітини в сенесцентні, і порівняли його зі списком генів, які повинні працювати в нормі в життєво важливих органах (за даними Атласа Бєлков Людини).
В результаті в якості відмінної ознаки був обраний ген, який кодує білок uPAR - поверхневий рецептор на клітинах. За сигналом від нього клітини починають руйнування міжклітинної речовини, а в пухлині він передає сигнал про початок руху. Після зв'язування зі своїм лігандом рецептор uPAR частково розщеплюється і опиняється в крові. Його неодноразово виявляли у складі SASP - провоспального білкового коктейлю, який виділяють сенесцентні клітини, і він служить маркером деяких хвороб, таких як ниркова недостатність і діабет. Все це, на думку авторів статті, вказує на те, що uPAR - хороша мішень для CAR-T клітин.
Дослідники перевірили, що uPAR дійсно експресується на поверхні сенесцентних клітин - не тільки в культурах, але і в тканинах пацієнтів з віковими хворобами, наприклад, атеросклерозом і фіброзом печінки.
Потім автори роботи створили лімфоцити CAR-T з рецептором до uPAR і перевірили на культурах клітин миші, що вони атакують тільки ті клітини, які несуть uPAR на поверхні. Після цього систему протестували. Для цього дослідники взяли імунодефіцитних мишей і ввели їм у кров сенесцентні клітини, що експресують люциферазу. Вони, як правило, виводяться з організму, але затримуються в печінці. Через деякий час у печінку мишам ввели CAR-T-лімфоцити, і після цього сенесцентних клітин стало істотно менше.
Нарешті, дослідники перевірили, наскільки ефективно CAR-T-технологія справляється з віковими хворобами у мишей. В якості першої моделі вони використовували тварин з аденокарциномою легені, яких лікували за допомогою хіміотерапії - цей метод викликає накопичення сенесцентних клітин в тканинах. Після введення хімерних Т-лімфоцитів такі тварини прожили істотно довше контрольних: в середньому близько 40 днів проти звичайних 30. Другою моделлю став фіброз печінки - стан, який передує цирозу і пухлин. У цьому випадку CAR-T-клітини теж спрацювали: кількість сенесцентних клітин у печінці достовірно знизилася порівняно з контролем (p < 0,001). Нарешті, терапія виявилася ефективною і при стеатогепатиті - захворюванні, при якому ожиріння печінки поєднується із запаленням. У цьому випадку також після дії CAR-T сенесцентних клітин стало втричі менше, а продуктивність печінки, вимірена в білці крові альбуміні, зросла в півтора рази.
Більшість сенолітиків, як і інші протипухлинні ліки, викликають побічні ефекти. І якщо в критичному стані хворого ними можна знехтувати, вибираючи менше з двох злий, то для боротьби зі старінням організму в цілому це може виявитися неприйнятним. Тому автори роботи окремо зазначають, що в мінімальних терапевтичних дозах терапія не знизила життєздатності мишей: вони залишалися так само активними, не втратили у вазі і зберегли належні кількості клітин крові. У підвищених дозах у мишей помітили сліди цитокінового шторму - гіпертрофованої запальної відповіді - які, втім, зникли через кілька днів. Далі вченим належить перевірити, в яких дозах їх метод не викликає цитокінового шторму, оскільки це ускладнення вже викликало загибель пацієнтів під час клінічних випробувань CAR-T проти раку.
Раніше ГМ-лімфоцити вже намагалися застосувати проти фіброзу, але тільки в серці. Крім того, CAR-T клітини вдалося нацькувати на ВІЛ-інфіковані клітини мишей. А ще CAR-T-лімфоцити можна отримати за допомогою технології CRISPR/Cas9, і в 2019 році їх вже випробували на перших пацієнтах з саркомою і мієломою.