Омоложение стареющих клеток низкочастотным ультразвуком без сенолиза

На кафедре экспериментальной медицины (CIRM) под руководством проф. Юрия Захарова разрабатываются новые технологии репрограммирования клеток и изменения эпигенетического ландшафта физическими методами.

Новая работа ученых показывает возможность омоложения сенесцентных клеток без сенолиза за счет применения низкочастотного ультразвука. Низкочастотный ультразвук условно разделяется на высокоинтенсивный и низкоинтенсивный. Низкоинтенсивный ультразвук как правило используется в сочетании с несфокусированным ультразвуковым полем, его интенсивность составляет от 0,1 до 3 Вт/см².

Считается, что стареющие клетки не способны расти, однако исследователи обработали не растущие стареющие клетки низкочастотным ультразвуком (LFU), и они омолодились для роста. Кроме того, стареющие клетки характеризуются низким уровнем подвижности, но обработка LFU значительно увеличивает уровень подвижности целых клеток и органелл. На механистическом уровне LFU вызывает проникновение Ca ²⁺ , что предшествует резкому усилению аутофагии с ингибированием mTORC1 и перемещением сиртуина 1 из ядра в цитоплазму. Другие характеристики стареющих клеток также меняются, включая блокирование секреции SASP, восстановление длины теломер, а также уровни ядерного 5mc, уровни H3K9me3, уровни γH2AX, ядерное окрашивание p53, уровни АФК и митоАФК — все восстанавливаются до нормального уровня. Повторные обработки LFU позволяют расширить первичные клетки и стволовые клетки за пределы нормальных репликативных пределов без изменения фенотипа клеток. Омоложение усиливается за счет ингибирования рапамицина и Rho-киназы, но ингибируется за счет блокирования сиртуина 1, Piezo1 или TRPV1. Таким образом, предполагается, что волны механического давления, подобные тем, которые генерируются физическими упражнениями, могут обратить вспять старение на клеточном уровне, что дает возможность омолаживать стареющие клетки in vivo. www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.12.08.519320v3