Koreańscy naukowcy zidentyfikowali przenoszone przez krew białko, które postarza

Przenoszone przez krew białko HMGB1 rozprzestrzenia proces starzenia się komórek w całym organizmie. O nowym ustaleniu naukowców z Korei informuje pismo „Metabolism”.

Starzejące się komórki ulegają uszkodzeniu i przestają się dzielić, przechodząc w stan przypominający zombie, w którym wydzielają cząsteczki zapalne. Z wiekiem jest ich coraz więcej, co sprzyja dysfunkcji tkanek i chorobom. Jednak sposób, w jaki starzenie się izolowanych komórek wpływa na całe układy narządów, pozostawał niejasny.

Naukowcy z Korea University of Medicine (Korea) zidentyfikowali białko HMGB1, dzięki któremu uszkodzenia komórkowe z jednej tkanki przenoszą się poprzez krwiobieg do odległych narządów.

Jak wykazali naukowcy, zredukowana forma tego białka działa jak molekularny propagator starzenia: pod jego wpływem komórki przestają się dzielić i zaczynają wydzielać szkodliwe substancje.

Odkrycie wyjaśnia, dlaczego starzenie się wydaje się przyspieszać z czasem i stanowi potencjalny cel dla interwencji, które mogłyby spowolnić zmiany związane z wiekiem.

Zespół badawczy wykorzystał zarówno laboratoryjne hodowle komórek, jak i modele zwierzęce, aby śledzić, w jaki sposób rozprzestrzenia się starzenie. Jak się okazało, gdy komórki się starzeją, białko HMGB1, normalnie występujące w jądrach komórkowych i pomagające w organizacji DNA, zostaje uwolnione do krwiobiegu.

Jednak tylko zredukowana forma HMGB1 (ReHMGB1) napędza starzenie się w odległych tkankach, podczas gdy jej utleniony odpowiednik pozostaje w dużej mierze nieaktywny. To oznacza, że efekty starzenia się białka zależą od środowiska chemicznego, z jakim się styka.

Badanie ujawniło dokładny mechanizm, za pomocą którego ReHMGB1 rozprzestrzenia sygnały starzenia. ReHMGB1 krąży we krwi i wiąże się z receptorami RAGE na zdrowych komórkach. To aktywuje szlaki sygnałowe JAK/STAT i NF-κB, a aktywowane szlaki wyzwalają reakcje zapalne i zatrzymanie cyklu komórkowego. Dotknięte komórki zaczynają wydzielać własne czynniki sprzyjające starzeniu i cykl się powtarza, rozprzestrzeniając starzenie się na sąsiednie tkanki.

Korzystając z analizy sekwencjonowania RNA, naukowcy odkryli, że komórki poddane działaniu ReHMGB1 wykazywały wzorce ekspresji genów niemal identyczne jak komórki, które przeszły starzenie się wywołane promieniowaniem.

„Badanie to ujawnia, że sygnały starzenia się nie ograniczają się do pojedynczych komórek, ale mogą być systemowo przekazywane przez krew, a ReHMGB1 działa jako kluczowy czynnik napędowy” — wyjaśnił profesor Ok Hee Jeon, który kierował zespołem badawczym. – „Blokując tę ścieżkę, byliśmy w stanie przywrócić zdolność regeneracyjną tkanek, co sugeruje obiecującą strategię leczenia chorób związanych ze starzeniem się”.

Aby przetestować swoje odkrycia na żywych organizmach, naukowcy wstrzyknęli młodym myszom ReHMGB1 i zaobserwowali szybki rozwój markerów starzenia w wielu tkankach. Mięśnie szkieletowe wykazały zwiększoną ekspresję białek starzenia p16 i p21, podczas gdy próbki krwi ujawniły podwyższony poziom cytokin zapalnych.

Eksperymenty wykazały, że ReHMGB1 pozostawało wykrywalne w krążeniu przez co najmniej 24 godziny po wstrzyknięciu – wystarczająco dużo czasu, aby dotrzeć do odległych tkanek.

Kolejne eksperymenty wykazały, że możliwe byłoby opracowanie leczenia – myszom w średnim wieku podawano przed wywołaniem urazu mięśni przeciwciała anty-HMGB1. W porównaniu ze zwierzętami kontrolnymi, myszy leczone przeciwciałami wykazały zmniejszone poziomy markerów starzenia, zwiększoną regenerację mięśni i poprawę sprawności fizycznej w testach siły chwytu, równowagi i wytrzymałości.

Analiza próbek ludzkiej krwi potwierdziła znaczenie kliniczne badań. Osoby w wieku 70 i 80 lat miały znacznie wyższe poziomy krążącego ReHMGB1 w porównaniu do osób w wieku 40 lat, co sugeruje, że białko to odgrywa rolę w procesie starzenia się człowieka.

Leki ukierunkowane na receptory RAGE, sygnalizację JAK/STAT lub samo HMGB1 mogą potencjalnie spowolnić procesy starzenia się organizmu. Zrozumienie, w jaki sposób stan utlenienia lub redukcji białka wpływa na jego aktywność, może również pomóc w opracowaniu sposobów modulacji jego efektów.

Przełożenie tych odkryć na zastosowania kliniczne nie będzie jednak łatwe. Ze względu na szybkie utlenianie ReHMGB1 ma okres półtrwania w surowicy wynoszący zaledwie 17 minut, co utrudnia jego badanie. Trzeba będzie opracować narzędzia, które pozwolą odróżnić różne formy HMGB1 i zrozumieć, w jaki sposób zmiany redoks zachodzą naturalnie podczas starzenia się.

W każdym razie wyniki badań zasadniczo zmieniają sposób, w jaki naukowcy postrzegają postęp starzenia – ujawniając, że jest to aktywnie przekazywany proces, a nie po prostu bierne pogarszanie się stanu komórek, które kumuluje się w czasie. (PAP)

Paweł Wernicki, fot. freepik.com

Data publikacji: 27.06.2025 r.