Избыточный ген на 21 хромосоме вызывает ускоренное старение у людей с синдромом Дауна

Молекулярные процессы, ответственные за естественное старение клеток, изучены недостаточно. Исследование состояний человека, при которых старение ускоряется в силу генетических причин, дает возможность узнать о механизмах, контролирующих старение, и разработать стратегии замедления процесса старения.

У взрослых людей с синдромом Дауна (СД) раньше проявляются признаки старения: снижение способности тканей к регенерации, облысение, сухость кожи, замедленное заживление ран, хронические заболевания десен, остеопороз, старение мозга и иммунных клеток. ДС — это генетическое, но не наследственное заболевание, обусловленное рождением с лишней копией хромосомы 21 (трисомия 21). Этим заболеванием страдают около 7 млн. человек во всем мире (около 60 тыс. человек в Великобритании).

ДС является наиболее частой генетической причиной умственной отсталости и раннего начала болезни Альцгеймера. Если повышенный риск раннего развития болезни Альцгеймера однозначно обусловлен наличием лишней копии гена белка-предшественника амилоида (APP), кодируемого на хромосоме 21, то генетическая основа других заболеваний не поддается простому объяснению.

Новое исследование, опубликованное в журнале eBioMedicine, проведенное под руководством профессора королевы Марии Дина Нигетича и доктора Аойф Мюррей при участии сотрудников из Хорватии, Сингапура, Франции, Италии и четырех других лондонских университетов, позволило обнаружить, что избыточный ген на хромосоме 21 вызывает преждевременное старение клеток людей с DS.

Исследование показало, что биологический возраст людей, страдающих ДС, в среднем на 19,1 года старше, чем у людей, не страдающих ДС. Исследование также показало, что это не связано с сопутствующими заболеваниями ДС, и что процесс преждевременного старения начинается очень рано, еще в детстве. Ген киназы (фермента, ускоряющего химические реакции в организме) под названием DYRK1A был идентифицирован как основная причина преждевременного старения при ДС. Это свидетельствует о том, что передозировка этого гена нарушает механизмы восстановления ДНК, что приводит к увеличению числа разрывов в ДНК и хрупкости клеточных ядер.

Дин Нижетич, профессор клеточной и молекулярной биологии в Queen Mary, сказал:

Мы обнаружили, что трисомическая передозировка этого гена (DYRK1A) является одним из основных факторов, способствующих преждевременному биологическому старению при ДС. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, насколько это влияет на развитие и функционирование мозга, а также найти способы точного подавления передозировки этого гена до физиологического уровня. Это может открыть новые захватывающие возможности для раннего вмешательства в DS, но необходимо провести еще много исследований.

Кэрол Бойс, исполнительный директор Ассоциации синдрома Дауна, прокомментировала:

Мы давно знаем, что у людей с синдромом Дауна процесс старения происходит быстрее, чем в общей популяции.

Публикация такого знакового исследования, проведенного авторитетными учеными, сотрудничающими на международной основе, является важнейшим событием. Самое главное, что это исследование намекает на перспективу создания эффективных методов лечения, которые могут вмешаться в процесс ускоренного клеточного старения. Этот аспект исследования будет представлять огромный интерес для людей с синдромом Дауна и их семей.

Исследование также показало, что генетическое или химическое уменьшение действия этого гена способно исправить дефекты клеточного старения. Это открывает возможности для раннего терапевтического вмешательства в организм людей с синдромом Дауна с целью уменьшения влияния преждевременного биологического старения на их развитие и самочувствие.

Полученные результаты также проливают свет на естественные механизмы старения и гены, действие которых может быть направлено на замедление естественного процесса старения и снижение риска развития распространенных заболеваний, связанных со старением.

12.07.2023