Пожилым телам нужно больше времени, чтобы починить. Эта реальность старения была задокументирована со времен Первой мировой войны, когда было замечено, что раны у пожилых солдат заживают медленнее. Тем не менее, до сих пор исследователям не удавалось выяснить, какие возрастные изменения препятствуют способности организма к самовосстановлению.
Недавние эксперименты в Университете Рокфеллера исследовали эту физиологическую загадку, изучив молекулярные изменения в стареющей коже мыши. Результаты, описанные 17 ноября в Cell, показывают новый аспект того, как тело заживляет раны.
"В течение нескольких дней после травмы клетки кожи мигрируют в рану и закрывают ее – процесс, требующий координации с соседними иммунными клетками. Наши эксперименты показали, что с возрастом нарушение связи между клетками кожи и их иммунными клетками замедляет этот шаг," говорит Элейн Фукс, Ребекка С. Лансфилд, профессор и руководитель лаборатории клеточной биологии млекопитающих Робина Чемерса Нойштейна.
"Это открытие предлагает новые подходы к разработке методов лечения, которые могут ускорить выздоровление среди пожилых людей," – добавляет Фукс, который также является исследователем Медицинского института Говарда Хьюза.
Возвращение клеток кожи
Всякий раз, когда возникает рана, организму необходимо быстро восстановить ее, чтобы восстановить защитный кожный барьер. "Заживление ран – один из самых сложных процессов, происходящих в организме человека," говорит Брайс Киз, бывший постдок лаборатории Фуха и в настоящее время исследователь в Calico Life Sciences. "Многочисленные типы клеток, молекулярных путей и сигнальных систем начинают работать в течение времени, которое варьируется от секунд до месяцев. Изменения, связанные со старением, наблюдались на каждом этапе этого процесса." Киз и Сики Лю, специалист по иммунологии и научный сотрудник лаборатории Джейн Коффин Чайлдс, являются соавторами статьи о Cell.
И клетки кожи, и иммунные клетки вносят свой вклад в этот сложный процесс, который начинается с образования струпа. Новые клетки кожи, известные как кератиноциты, позже перемещаются в виде листа, чтобы заполнить рану под струпом.
Команда сосредоточилась на последнем этапе исцеления двухмесячных мышей по сравнению с 24-месячными мышами, что примерно эквивалентно 20- и 70-летним людям. Они обнаружили, что у старых мышей кератиноциты гораздо медленнее мигрировали в кожный зазор под струпом, и в результате раны часто закрывались на несколько дней дольше.
Известно, что для заживления ран требуются специализированные иммунные клетки, которые находятся в коже. Новые эксперименты исследователей показали, что после травмы кератиноциты на краю раны разговаривают с этими иммунными клетками, производя белки, известные как скинты, которые, по-видимому, говорят иммунным клеткам оставаться на месте и помогают заполнить пробел. У старых мышей кератиноциты не могут производить эти иммунные сигналы.
Ищу разворота
Чтобы увидеть, могут ли они улучшить передачу сигналов Skint в более старой коже, исследователи обратились к белку, который резидентные иммунные клетки обычно выделяют после травмы. Когда они применяли этот белок к ткани кожи молодых и старых мышей в чашке Петри, они увидели увеличение миграции кератиноцитов, что было наиболее выражено в более старой коже. По сути, старые кератиноциты вели себя моложе.
Ученые надеются, что тот же принцип можно применить к разработке методов лечения возрастной задержки выздоровления.
"Наша работа предполагает, что можно разработать лекарства для активации путей, которые помогают стареющим клеткам кожи лучше общаться со своими соседями иммунными клетками и, таким образом, усиливать сигналы, которые обычно ослабевают с возрастом," Фукс говорит.