Дослідження ER-фагії відкриває новий вимір клітинного старіння та визначає перспективні терапевтичні цілі

Нещодавно ідентифікований молекулярний механізм, за допомогою якого клітини активно переформатовують свою внутрішню структуру в процесі старіння, відкриває принципово нові терапевтичні горизонти. Цей процес, відомий як ER-фагія, дозволяє організму протидіяти віковим патологіям на клітинному рівні. Важливість цього відкриття важко переоцінити, оскільки воно потенційно дає змогу відокремити природні процеси старіння від виникнення хронічних захворювань. Такий підхід сприяє значному подовженню періоду здорового життя, дозволяючи органам довше зберігати свою функціональну цілісність.

Наукова робота, проведена під керівництвом доцента Крістофера Беркевітца з Університету Вандербільта та опублікована у престижному журналі Nature Cell Biology, пропонує новий погляд на геронтологію. Замість традиційного кількісного аналізу клітинних компонентів, вчені зосередилися на їхній просторовій організації. Дослідження підкреслює критичну роль архітектури органел у підтримці життєдіяльності клітини з плином часу. Ендоплазматичний ретикулум (ЕР) є ключовою органелою, що являє собою розгалужену мережу, відповідальну за синтез білків та обмін ліпідів, займаючи при цьому більше половини загальної площі клітинних мембран.

Для детальної візуалізації структурних змін у реальному часі дослідники використали нематоду Caenorhabditis elegans, яка є визнаною біологічною моделлю для вивчення старіння. Вчені встановили, що з віком у клітинах відбувається специфічне скорочення обсягів «шорсткого» ЕР, який відповідає за виробництво білків, тоді як «трубчастий» ЕР, пов'язаний із синтезом жирів, залишається відносно стабільним. Центральним елементом цього перетворення є ER-фагія — селективний процес, під час якого клітина вибірково руйнує застарілі ділянки ретикулуму для його реорганізації. Команда виявила, що таке моделювання є проактивною захисною реакцією; наприклад, штучне блокування цього механізму у дріжджів призводило до помітного скорочення тривалості життя цих організмів.

Ерік Донахью, провідний автор публікації, зауважив, що роль структурної перебудови ЕР у контексті старіння досі залишалася маловивченою областю клітинної біології. Професор Беркевітц порівняв клітину з фабрикою, де загальна ефективність залежить не лише від справності обладнання, а й від його правильного просторового розміщення. Порушення в архітектурі ЕР тісно пов'язані зі зниженням клітинної продуктивності та початком патологічних станів, що цілком узгоджується з відомими механізмами старіння, такими як деградація протеостазу. Спостережуване зменшення частки шорсткого ретикулуму може пояснити вікове падіння здатності клітини створювати функціональні білкові структури.

У дослідженні також брали участь фахівці з Університету Мічигану та Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, які надали доступ до передових методів мікроскопії та генетичної експертизи. Майбутні проєкти лабораторії Беркевітца будуть спрямовані на детальне вивчення молекулярних важелів, що керують здатністю ЕР змінювати свою форму в різних типах тканин. Модуляція активності ER-фагії за допомогою нових фармакологічних агентів або генетичних методів може допомогти зберегти структурну цілісність клітини, пропонуючи перспективний шлях для запобігання хронічним хворобам похилого віку. Розуміння цього механізму, який може бути одним із найперших тригерів клітинної дисфункції, має величезне клінічне значення, враховуючи, що старіння є головним фактором ризику для таких поширених захворювань, як діабет та неврологічні розлади.